1. Pamatjēdziens un rezonanses stāvoklis
Rezonanses būtība ir tāda, ka induktīvā pretestība (Xₗ) un kapacitatīvā pretestība (X꜀) ķēdē izslēdz viena otru noteiktā frekvencē, izraisot ķēdes tīri rezistīvu darbību. Šī īpašā frekvence ir rezonanses frekvence (f₀). Gan sērijveida, gan paralēlajām shēmām to aprēķina, izmantojot to pašu formulu:
f₀=1 / (2π√LC)
Tas nozīmē, ka, kamēr induktora (L) un kondensatora (C) vērtības ir fiksētas, to rezonanses frekvence ir fiksēta.
2. RaksturlielumiSērija Rezonanse
A sērija rezonējošaķēde savieno rezistoru (R), induktors (L) un kondensatora (C) galu -lai-savienots virknē ar strāvas avotu.
1) Pretestība un strāva: rezonanses brīdī induktīvās un kapacitatīvās pretestības ir vienādas pēc lieluma, bet pretējas fāzē, pilnībā izslēdzot viena otru. Ķēdes kopējā pretestība sasniedz minimālo vērtību, kas teorētiski ir vienāda tikai ar pretestību R (Z=R). Saskaņā ar Oma likumu (I=V / Z), ja avota spriegums ir nemainīgs, kopējā strāva ķēdē sasniedz maksimālo vērtību.
2) Sprieguma attiecības: šī ir visievērojamākā sērijas rezonanses parādība. Lai gan spriegumi pāri induktors (L) un kondensators (C) izslēdz viens otru, spriegums katrā atsevišķā komponentā nav mazs. Faktiski spriegums katrā komponentā var būt daudz lielāks par avota spriegumu. Pastiprināšanas koeficients ir ķēdes kvalitātes koeficients (Q vērtība). Jo augstāka ir Q vērtība, jo nozīmīgāks ir pastiprināšanas efekts. Tāpēc sērijas rezonansi bieži sauc par "sprieguma rezonansi". Ja ķēdes pretestība ir ļoti maza (augsta Q vērtība), tas var izraisīt "pārspriegumu" un sabojāt iekārtas energosistēmās, bet radiofrekvenču lietojumos šis ir galvenais princips, ko izmanto vāju signālu pastiprināšanai.
3) Fāze: rezonansē kopējā strāva ir fāzē ar avota spriegumu.
3. Paralēlās rezonanses raksturojums
Paralēlā rezonanses ķēde parasti ietver induktors L (kas parasti ietver tai raksturīgo parazītisko pretestību R) un kondensatoru C, kas savienoti paralēli viens otram un pēc tam savienoti ar strāvas avotu.
1) Pretestība un spriegums: pie rezonanses strāvas induktīvā un kapacitatīvā zarā ir gandrīz vienādas pēc lieluma, bet gandrīz pretējas fāzē. Tas rada lielu cirkulācijas strāvu starp L un C zariem, un šīs strāvas kompensē un efektīvi "atceļ" viena otru no ārējā avota viedokļa. Rezultāts ir tāds, ka ķēdes kopējā pretestība, kas redzama no ieejas spailēm, sasniedz maksimālo vērtību. Ja strāvas avots nodrošina pastāvīgu strāvu, tad izejas spriegums visā ķēdē sasniedz maksimālo vērtību.
2) Strāvas attiecība: Atbilstoši virknes rezonansei paralēlā rezonansē cirkulējošā strāva starp induktors (L) un kondensatoru (C) var būt daudz lielāka par kopējo strāvu, kas tiek ņemta no strāvas avota. Pastiprināšanas koeficients ir līdzīgi kvalitātes faktors (Q vērtība). Tāpēc paralēlo rezonansi bieži sauc par "strāvas rezonansi".
3) Fāze: rezonansē kopējais spriegums visā ķēdē ir fāzē ar strāvu no avota.
4. Galvenās atšķirības un lietojumu kopsavilkums
Jūs varat to spilgti saprast ar šīm analoģijām:
Sērija Rezonanseir kā koris. Pareizā augstumā (rezonanses frekvencē) ikviena balss (spriegumi pāri L un C) darbojas unisonā, radot visskaļāko un skaidrāko efektu (maksimālā strāva), taču katrs dziedātājs pieliek daudz pūļu atsevišķi (augsts lokālais spriegums).
Paralēlā rezonanse ir kā satiksmes apļveida krustojums. Sastrēgumstundā (rezonanses frekvence) satiksmes plūsma apļveida krustojumā (straume L un C) ir ļoti liela un cirkulē vienmērīgi, bet satiksmes plūsma uz galvenā ceļa, kas iebrauc un izbrauc no apļa (kopējā straume), ir ļoti maza, tāpēc tas šķiet ļoti skaidrs (ļoti liela pretestība).
Pamatojoties uz šīm pilnīgi atšķirīgajām īpašībām, arī to lietojumi ir pilnīgi atšķirīgi:
Sērija Rezonansetiek izmantots gadījumos, kad īpašas frekvences signālam ir nepieciešams viegli iziet cauri. Piemēram, to izmanto radio skaņošanas shēmās. Pielāgojot kondensatoru, lai mainītu rezonanses frekvenci, ķēdes strāva tiek palielināta tikai tad, kad radiostacijas frekvence atbilst rezonanses frekvencei, tādējādi atlasot un pastiprinot šīs stacijas signālu, vienlaikus nomācot citus.
Paralēlā rezonanse tiek izmantota gadījumos, kad noteiktas frekvences signāls ir stingri jābloķē. Piemēri: joslas-stop (notch) filtri vai frekvences{2}}selektīvie tīkli oscilatoros. Rezonansē tas rada ļoti augstu pretestību mērķa frekvencei, tādējādi neļaujot šai frekvences signālam iziet cauri.