Rezonans równoległy

Rezonans równoległy występuje w obwodzie prądu przemiennego (AC), gdy prąd obwodowy jest zgodny fazowo z napięciem zastosowanym. Ten zjawisko występuje specyficznie w obwodach, które zawierają cewkę i kondensator połączone równolegle.

Aby uzyskać bardziej kompleksowe zrozumienie rezonansu równoległego, przeanalizujmy poniższy schemat obwodu.

Rozważmy cewkę o indukcyjności L henry i wewnętrznym oporze R omów, która jest połączona równolegle z kondensatorem o pojemności C farad. Napięcie zasilające V voltów jest podane do tych elementów połączonych równolegle.

W tej konfiguracji obwodu rezonansowego równoległego, prąd obwodowy Ir będzie w idealnej zgodności fazowej z napięciem zasilającym tylko wtedy, gdy spełniony jest warunek wyrażony przez poniższe równanie.

Diagram fazowy

Diagram fazowy danego obwodu przedstawiono poniżej:

Rozważmy cewkę o indukcyjności L henry, która ma wewnętrzny opór R omów, połączoną równolegle z kondensatorem o pojemności C farad. Napięcie zasilające V voltów jest podane do tego połączenia równoległego cewki i kondensatora.

W tym ustawieniu elektrycznym, prąd obwodowy Ir będzie dokładnie zgodny fazowo z napięciem zasilającym, jeśli i tylko jeśli spełniony jest określony warunek opisany przez poniższe równanie.

Jeśli R jest znacznie mniejsze w porównaniu do L, to częstotliwość rezonansowa wyniesie

Efekt rezonansu równoległego

Przy rezonansie równoległym prąd liniowy Ir = IL cosϕ lub

Zatem impedancja obwodu będzie dana jako:

Na podstawie poprzedniej dyskusji na temat rezonansu równoległego, można wyciągnąć następujące kluczowe wnioski:

Charakterystyka impedancji

Podczas rezonansu równoległego, impedancja obwodu manifestuje się jako czysto oporna. Jest to spowodowane tym, że terminy zależne od częstotliwości, które zwykle rządzą zachowaniem cewek i kondensatorów w obwodzie AC, anulują się nawzajem, pozostawiając tylko składnik oporny. Gdy indukcyjność (L) jest mierzona w henry, pojemność (C) w faradach, a opór (R) w omach, impedancja obwodu Zr jest również wyrażona w omach.

Wysoka wartość impedancji

Wielkość Zr jest znacznie wysoka. W punkcie rezonansu równoległego stosunek L/C osiąga istotną wartość, co bezpośrednio przyczynia się do podwyższonej impedancji obwodu. Ta wysoka impedancja jest charakterystyczną cechą, która odróżnia obwody rezonansowe równoległe od innych.

Niski prąd obwodowy

Biorąc pod uwagę wzór na prąd obwodowy Ir = V/Zr, oraz uwzględniając wysoką wartość Zr, rezultujący prąd obwodowy Ir jest bardzo mały. Nawet przy stosunkowo stałym napięciu zasilającym V, wysoka impedancja działa jako silna bariera dla przepływu prądu, utrzymując prąd pobierany ze źródła na minimalnym poziomie.

Prąd gałęziowy vs. prąd liniowy

Prądy płynące przez kondensator i cewkę (bobinę) są znacznie większe niż prąd liniowy. To dzieje się, ponieważ impedancja każdej poszczególnej gałęzi (połączenie cewka - opór i kondensator) jest znacznie niższa niż całkowita impedancja obwodu Zr. W rezultacie większa ilość prądu może krążyć w tych gałęziach w porównaniu do prądu płynącego przez główną linię obwodu.

Charakter obwodu odrzucającego

Ze względu na zdolność do pobierania minimalnego prądu i mocy z sieci elektrycznej, obwód rezonansowy równoległy często nazywany jest "obwodem odrzucającym". On efektywnie.