Risonanza parallela

La risonanza parallela si verifica in un circuito a corrente alternata (CA) quando la corrente del circuito è in fase con la tensione applicata. Questo fenomeno si verifica specificamente nei circuiti che presentano un induttore e un condensatore collegati in parallelo.

Per comprendere meglio la risonanza parallela, esaminiamo il diagramma del circuito riportato di seguito.

Consideriamo un induttore con un'induttanza di L henry e una resistenza interna di R ohm, collegato in parallelo con un condensatore avente una capacità di C farad. Una tensione di alimentazione alternata di V volt viene applicata attraverso questi elementi collegati in parallelo.

In questa configurazione del circuito risonante parallelo, la corrente del circuito Ir sarà in perfetta allineamento di fase con la tensione di alimentazione solo quando la condizione espressa dalla seguente equazione è soddisfatta.

Diagramma fasore

Il diagramma fasore del circuito dato è mostrato di seguito:

Consideriamo un induttore con un'induttanza di L henry, che ha una resistenza intrinseca di R ohm, collegato in parallelo con un condensatore di capacità C farad. Una tensione di alimentazione alternata di V volt viene applicata attraverso questa combinazione parallela dell'induttore e del condensatore.

In questo impianto elettrico, la corrente del circuito Ir si allinea precisamente in fase con la tensione di alimentazione se e solo se la condizione specifica descritta dalla seguente equazione è soddisfatta.

Se R è molto piccolo rispetto a L, allora la frequenza risonante sarà

Effetto della risonanza parallela

Alla risonanza parallela, la corrente di linea Ir = IL cosϕ o

Quindi, l'impedenza del circuito sarà data come:

Basandosi sulla precedente discussione sulla risonanza parallela, le seguenti conclusioni chiave possono essere tratte:

Caratteristiche d'impedenza

Durante la risonanza parallela, l'impedenza del circuito si manifesta come puramente resistiva. Ciò avviene perché i termini dipendenti dalla frequenza che solitamente governano il comportamento degli induttori e dei condensatori in un circuito CA si annullano a vicenda, lasciando solo un componente resistivo. Quando l'induttanza (L) è misurata in henry, la capacità (C) in farad e la resistenza (R) in ohm, l'impedenza del circuito Zr è anche espressa in ohm.

Valore elevato dell'impedenza

La magnitudine di Zr è notevolmente alta. Al punto di risonanza parallela, il rapporto L/C raggiunge un valore significativo, che contribuisce direttamente all'elevata impedenza del circuito. Questa alta impedenza è una caratteristica distintiva che distingue i circuiti risonanti paralleli dagli altri.

Corrente del circuito bassa

Dato il calcolo della corrente del circuito Ir = V/Zr, e considerando il valore elevato di Zr, la corrente del circuito Ir risultante è molto piccola. Anche con una tensione di alimentazione V relativamente costante, l'alta impedenza agisce come una forte barriera al flusso di corrente, mantenendo la corrente assorbita dalla sorgente al minimo.

Corrente dei rami vs. corrente di linea

Le correnti che scorrono attraverso il condensatore e l'induttore (bobina) sono sostanzialmente maggiori della corrente di linea. Questo accade perché l'impedenza di ciascun ramo individuale (la combinazione induttore-resistenza e il condensatore) è molto inferiore all'impedenza complessiva del circuito Zr. Di conseguenza, una quantità maggiore di corrente è in grado di circolare all'interno di questi rami rispetto alla corrente che scorre nella linea principale del circuito.

Natura del circuito rifiutatore

A causa della sua capacità di assorbire corrente e potenza minime dalle linee elettriche, il circuito risonante parallelo è spesso definito "circuito rifiutatore". Esso effettivamente.