Cộng hưởng song song

Hiện tượng cộng hưởng song song xảy ra trong mạch điện xoay chiều (AC) khi dòng điện mạch đồng pha với điện áp được áp dụng. Hiện tượng này cụ thể xảy ra trong các mạch có cuộn cảm và tụ điện được kết nối song song.

Để hiểu sâu hơn về cộng hưởng song song, hãy xem xét sơ đồ mạch dưới đây.

Hãy xem xét một cuộn cảm có độ tự cảm L henries và điện trở nội R ohms, được kết nối song song với một tụ điện có điện dung C farads. Một điện áp cung cấp xoay chiều V volts được áp dụng trên các phần tử này được kết nối song song.

Trong cấu hình mạch cộng hưởng song song này, dòng điện mạch Ir sẽ đồng pha hoàn hảo với điện áp cung cấp chỉ khi điều kiện được biểu thị bởi phương trình sau được đáp ứng.

Sơ đồ Vectơ

Sơ đồ vectơ của mạch đã cho được hiển thị dưới đây:

Hãy xem xét một cuộn cảm có độ tự cảm L henries, có điện trở nội R ohms, được kết nối song song với một tụ điện có điện dung C farads. Một điện áp cung cấp xoay chiều V volts được áp dụng trên sự kết hợp song song của cuộn cảm và tụ điện.

Trong thiết lập điện này, dòng điện mạch Ir sẽ chính xác đồng pha với điện áp cung cấp nếu và chỉ nếu điều kiện cụ thể được mô tả bằng phương trình sau được thỏa mãn.

Nếu R rất nhỏ so với L, thì tần số cộng hưởng sẽ là

Tác động của Cộng hưởng Song song

Tại cộng hưởng song song, dòng điện đường dây Ir = IL cosϕ hoặc

Vì vậy, trở kháng mạch sẽ được đưa ra như sau:

Dựa trên thảo luận trước đó về cộng hưởng song song, có thể rút ra các kết luận chính sau:

Đặc tính Trở kháng

Trong quá trình cộng hưởng song song, trở kháng mạch thể hiện hoàn toàn là trở kháng thuần. Điều này là do các thuật ngữ phụ thuộc vào tần số thường chi phối hành vi của cuộn cảm và tụ điện trong mạch AC hủy bỏ nhau, chỉ để lại thành phần trở kháng. Khi độ tự cảm (L) được đo bằng henries, điện dung (C) bằng farads, và điện trở (R) bằng ohms, trở kháng mạch Zr cũng được biểu diễn bằng ohms.

Giá trị Trở kháng Cao

Độ lớn của Zr đáng kể cao. Tại điểm cộng hưởng song song, tỷ lệ L/C đạt giá trị đáng kể, đóng góp trực tiếp vào trở kháng cao của mạch. Trở kháng cao này là đặc trưng nổi bật phân biệt mạch cộng hưởng song song với các mạch khác.

Dòng điện Mạch Thấp

Theo công thức cho dòng điện mạch Ir = V/Zr, và xem xét giá trị cao của Zr, dòng điện mạch Ir rất nhỏ. Ngay cả khi điện áp cung cấp V tương đối ổn định, trở kháng cao hoạt động như một rào cản mạnh đối với dòng điện, giữ dòng điện rút từ nguồn ở mức tối thiểu.

Dòng điện Chi nhánh so với Dòng điện Đường dây

Dòng điện chảy qua tụ điện và cuộn cảm (cuộn dây) lớn hơn nhiều so với dòng điện đường dây. Điều này xảy ra vì trở kháng của mỗi nhánh riêng lẻ (tổ hợp cuộn cảm - điện trở và tụ điện) thấp hơn nhiều so với tổng trở kháng mạch Zr. Do đó, lượng dòng điện lớn hơn có thể lưu thông trong các nhánh này so với dòng điện chảy qua đường dây chính của mạch.

Tính chất Mạch Từ chối

Do khả năng rút dòng điện và công suất tối thiểu từ mạng điện, mạch cộng hưởng song song thường được gọi là "mạch từ chối". Nó hiệu quả .