Parallell resonans

Parallell resonans uppstår i en växelströmskrets (AC) när kretens ström är fasförskjuten med den tillämpade spänningen. Detta fenomen inträffar specifikt i kretsar som har en induktor och en kondensator anslutna parallellt.

För att få en mer omfattande förståelse av parallell resonans, låt oss titta på det nedan presenterade kretsschemat.

Låt oss överväga en induktor med induktansen L henry och en intern resistans R ohm, som är ansluten parallellt med en kondensator med kapacitansen C farad. En växelströmspänning V volt appliceras över dessa parallellkopplade element.

I denna konfiguration av parallellresonanskrets kommer kretsens ström Ir att vara i perfekt fasaligmentering med spänningskällan endast när villkoret uttryckt av följande ekvation uppfylls.

Fasordiagram

Det givna kretsens fasordiagram visas nedan:

Låt oss överväga en induktor med induktansen L henry, vilken har en inbyggd resistans R ohm, ansluten parallellt med en kondensator med kapacitansen C farad. En växelströmspänning V volt appliceras över denna parallellkombination av induktorn och kondensatorn.

I denna elektriska uppställning kommer kretsens ström Ir att precis alignera i fas med spänningskällan om och endast om det specifika villkoret beskrivet av följande ekvation uppfylls.

Om R är mycket liten jämfört med L, så kommer resonansfrekvensen att vara

Effekten av parallell resonans

Vid parallell resonans är linje ström Ir = IL cosϕ eller

Därför kommer kretsens impedans att ges som:

Baserat på den tidigare diskussionen om parallell resonans kan följande viktiga slutsatser dras:

Impedanskaraktäristik

Under parallell resonans visar kretsens impedans sig vara rent resistiv. Detta beror på att de frekvensberoende termer som normalt styr beteendet hos induktorer och kondensatorer i en AC-krets neutraliserar varandra, vilket lämnar endast en resistiv komponent. När induktansen (L) mäts i henry, kapacitansen (C) i farad och resistansen (R) i ohm, uttrycks kretsens impedans Zr också i ohm.

Hög impedansvärde

Storleken på Zr är noterbart hög. Vid punkten för parallell resonans når förhållandet L/C ett betydande värde, vilket direkt bidrar till den höga impedansen i kretsen. Denna höga impedans är en distinkt egenskap som särskiljer parallellresonanskretsar från andra.

Låg kretsström

Givet formeln för kretsström Ir = V/Zr, och med tanke på det höga värdet av Zr, blir den resulterande kretsströmmen Ir mycket liten. Även med en relativt konstant spänning V, verkar den höga impedansen som en stark barriär mot strömförsättning, vilket håller strömmen dragbar från källan till ett minimum.

Grenström jämfört med linjestrom

Strömmarna genom kondensatorn och induktorn (spole) är betydligt större än linjestrommen. Detta inträffar eftersom impedansen för varje enskild gren (induktor-resistans kombination och kondensatorn) är mycket lägre än den totala kretsimpedansen Zr. Som ett resultat kan en större mängd ström cirkulera inom dessa grenar jämfört med strömmen som flödar genom huvudlinjen i kretsen.

Avvisarkrets natur

På grund av sin förmåga att dra minimal ström och effekt från elnätet, kallas ofta parallellresonanskretsen för en "avvisarkrets". Den fungerar effektivt.