რეზონანსი სერიულ რეზისტორ-ინდუქტორ-კონდენსატორულ შერჩევაში

განვიხილოთ RLC-ცირკუიტი, სადაც რეზისტორი, ინდუქტორი და კონდენსატორი შეერთდება სერიით და არის დაკავშირებული სარგებლობის საშუალებით. ეს სერიის RLC-ცირკუიტი არის სპეციფიკური სიხშირე, რომელიც უწყვეტი სიხშირეა.
ამ ცირკუიტში, რომელიც შეიცავს ინდუქტორს და კონდენსატორს, ენერგია შეინახება ორი განსხვავებული სახით.

1. როდესაც ინდუქტორში დანარჩენი ელექტროდინამიკის მიმართ განვითარდება, ენერგია შეინახება მაგნიტურ ველში.

2. როდესაც კონდენსატორი ჩატვირთებულია, ენერგია შეინახება სტატიკურ ელექტრულ ველში.

ინდუქტორში მაგნიტური ველი იქნება დანარჩენი ელექტროდინამიკის მიმართ, რომელიც შეიძლება დახურვას კონდენსატორის მიერ. მსგავსად, კონდენსატორი ჩატვირთებულია დანარჩენი მაგნიტური ველის მიერ და ეს პროცესი განმავლობს და განმავლობს, რაც იწვევს ელექტრული ენერგიის განახარჯებას მაგნიტურ ველსა და ელექტრულ ველს შორის. ზოგიერთ შემთხვევაში, განსაზღვრულ სიხშირეზე, რომელსაც უწოდებენ რეზონანსულ სიხშირეს, ცირკუიტის ინდუქტიური რეაქტიულობა ტოლი ხდება კაპაციტიურ რეაქტიულობასთან, რაც იწვევს ელექტრული ენერგიის განახარჯებას კონდენსატორის ელექტრულ ველსა და ინდუქტორის მაგნიტურ ველს შორის. ეს ქმნის ჰარმონიულ ოსცილატორს დანარჩენი ელექტროდინამიკისთვის. სერიის RLC-ცირკუიტში, რეზისტორის არსებობა იწვევს ამ ოსცილაციების დამატებით დამალებას დროს და ეს უწოდებენ რეზისტორის დამალების ეფექტს.

ინდუქტიური რეაქტიულობისა და კაპაციტიური რეაქტიულობის ცვლილება სიხშირით

ინდუქტიური რეაქტიულობის ცვლილება სიხშირით

ჩვენ ვიცით, რომ ინდუქტიური რეაქტიულობა XL = 2πfL ნიშნავს, რომ ინდუქტიური რეაქტიულობა პროპორციულია სიხშირეს (XL და პროპორციული ƒ). როდესაც სიხშირე ნულია ან დიდი, ინდუქტიური რეაქტიულობა ასევე ნულია, ცირკუიტი იქცევა როგორც შორტირება; მაგრამ როდესაც სიხშირე ზრდას იღებს, ინდუქტიური რეაქტიულობა ასევე ზრდას იღებს. უსასრულო სიხშირეზე, ინდუქტიური რეაქტიულობა ხდება უსასრულო და ცირკუიტი იქცევა როგორც ღია ცირკუიტი. ეს ნიშნავს, რომ როდესაც სიხშირე ზრდას იღებს, ინდუქტიური რეაქტიულობა ასევე ზრდას იღებს და როდესაც სიხშირე შემცირდება, ინდუქტიური რეაქტიულობა ასევე შემცირდება. ასე რომ, თუ ჩვენ გადავხაზავთ გრაფიკს ინდუქტიური რეაქტიულობასა და სიხშირეს შორის, ეს იქნება წრფივი კურვი, რომელიც გადის წყვილის კუთხეზე, როგორც ნაჩვენებია გამოსახულებაში ზემოთ.

კაპაციტიური რეაქტიულობის ცვლილება სიხშირით

კაპაციტიური რეაქტიულობის ფორმულა XC = 1 / 2πfC ნიშნავს, რომ სიხშირე და კაპაციტიური რეაქტიულობა ინვერსიულად პროპორციულია ერთმანეთს. დიდი სიხშირის შემთხვევაში ან როდესაც სიხშირე ნულია, კაპაციტიური რეაქტიულობა ხდება უსასრულო და ცირკუიტი იქცევა როგორც ღია ცირკუიტი და როდესაც სიხშირე ზრდას იღებს და ხდება უსასრულო, კაპაციტიური რეაქტიულობა შემცირდება და ხდება ნული უსასრულო სიხშირეზე, ამ წერტილზე ცირკუიტი იქცევა როგორც შორტირება, ასე რომ, კაპაციტიური რეაქტიულობა ზრდას იღებს სიხშირის შემცირებით და თუ ჩვენ გადავხაზავთ გრაფიკს კაპაციტიური რეაქტიულობასა და სიხშირეს შორის, ეს იქნება ჰიპერბოლური კურვი, როგორც ნაჩვენებია გამოსახულებაში ზემოთ.

ინდუქტიური რეაქტიულობა და კაპაციტიური რეაქტიულობა სიხშირით

ზემოთ განხილული დისკუსიიდან შეგიძლიათ დაიკვრით, რომ ინდუქტიური რეაქტიულობა პროპორციულია სიხშირეს, ხოლო კაპაციტიური რეაქტიულობა ინვერსიულად პროპორციულია სიხშირეს, ანუ დაბალ სიხშირეზე XL დაბალია და XC მაღალია, მაგრამ უნდა არსებობდეს სიხშირე, რომელზეც ინდუქტიური რეაქტიულობა ტოლი ხდება კაპაციტიურ რეაქტიულობასთან. ახლა, თუ ჩვენ გადავხაზავთ ერთ გრაფიკს ინდუქტიური რეაქტიულობის და სიხშირის შორის და კაპაციტიური რეაქტიულობის და სიხშირის შორის, უნდა მოხდეს წერტილი, სადაც ეს ორი გრაფიკი გადაკვეთება. ამ გადაკვეთის წერტილზე ინდუქტიური და კაპაციტიური რეაქტიულობა ტოლი ხდება და სიხშირე, რომელზეც ეს ორი რეაქტიულობა ტოლი ხდება, უწოდებენ რეზონანსულ სიხშირეს, fr.
რეზონანსულ სიხშირეზე, XL = XL


რეზონანსზე f = fr და ზემოთ მ