Resonans Selari

Resonans selari berlaku dalam litar arus ulang-alik (AC) apabila arus litar sejajar dengan fasa voltan yang dikenakan. Fenomena ini khususnya berlaku dalam litar yang mempunyai induktor dan kapasitor yang disambungkan secara selari.

Untuk mendapatkan pemahaman yang lebih komprehensif tentang resonans selari, mari kita perhatikan gambar rajah litar yang ditunjukkan di bawah.

Mari kita pertimbangkan sebuah induktor dengan induktansi L henries dan rintangan dalaman R ohm, yang disambungkan secara selari dengan kapasitor yang mempunyai kapasitansi C farad. Voltan bekalan ulang-alik V volt dikenakan merentasi elemen-elemen ini yang disambungkan secara selari.

Dalam konfigurasi litar resonans selari ini, arus litar Ir akan sejajar sempurna dengan fasa voltan bekalan hanya apabila keadaan yang dinyatakan oleh persamaan berikut dipenuhi.

Rajah Fasa

Rajah fasa litar yang diberikan ditunjukkan di bawah:

Mari kita pertimbangkan sebuah induktor dengan induktansi L henries, yang mempunyai rintangan inheren R ohm, disambungkan secara selari dengan kapasitor yang mempunyai kapasitansi C farad. Voltan bekalan ulang-alik V volt dikenakan merentasi kombinasi selari induktor dan kapasitor ini.

Dalam susunan elektrik ini, arus litar Ir akan sejajar tepat dengan fasa voltan bekalan jika dan hanya jika keadaan khusus yang diterangkan oleh persamaan berikut dipenuhi.

Jika R sangat kecil berbanding L, maka frekuensi resonan akan menjadi

Kesan Resonans Selari

Pada resonans selari arus lini Ir = IL cosϕ atau

Oleh itu, rintangan litar akan diberikan sebagai:

Berdasarkan perbincangan sebelumnya tentang resonans selari, kesimpulan utama berikut boleh ditarik:

Ciri-ciri Rintangan

Semasa resonans selari, rintangan litar muncul sebagai resistif murni. Ini kerana istilah yang bergantung kepada frekuensi yang biasanya mengatur tingkah laku induktor dan kapasitor dalam litar AC saling meniadakan, meninggalkan hanya komponen resistif. Apabila induktansi (L) diukur dalam henries, kapasitansi (C) dalam farad, dan rintangan (R) dalam ohm, rintangan litar Zr juga dinyatakan dalam ohm.

Nilai Rintangan Tinggi

Magnitud Zr adalah sangat tinggi. Pada titik resonans selari, nisbah L/C mencapai nilai yang signifikan, yang secara langsung menyumbang kepada rintangan litar yang tinggi. Rintangan tinggi ini adalah ciri khas yang membezakan litar resonans selari daripada yang lain.

Arus Litar Rendah

Mengingat formula untuk arus litar Ir = V/Zr, dan mempertimbangkan nilai Zr yang tinggi, arus litar Ir yang dihasilkan sangat kecil. Walaupun dengan voltan bekalan V yang relatif tetap, rintangan tinggi bertindak sebagai penghalang yang kuat terhadap aliran arus, menjaga arus yang diambil dari sumber pada minimum.

Arus Dahan vs. Arus Lini

Arus yang mengalir melalui kapasitor dan induktor (coil) jauh lebih besar daripada arus lini. Ini berlaku kerana rintangan setiap dahan individu (kombinasi induktor - rintangan dan kapasitor) jauh lebih rendah daripada rintangan litar keseluruhan Zr. Oleh itu, jumlah arus yang lebih besar dapat beredar dalam dahan-dahan ini berbanding dengan arus yang mengalir melalui lini utama litar.

Sifat Litar Penolak

Oleh kerana kebolehannya untuk menarik arus dan kuasa minimal dari bekalan elektrik, litar resonans selari sering dirujuk sebagai "litar penolak." Ia efektif.