V AC obvodech obsahujících rezistory, induktory a kondenzátory jsou napětí a proud na obou koncích obvodu obecně odlišné fáze. Pokud jsou parametry obvodu nebo frekvence výkonu upraveny tak, aby byl proud ve fázi s napájecím napětím, obvod se stane odporem a pracovní stav obvodu se nazývá rezonance.
Rezonanční jev je specifický jev v sinusových střídavých obvodech. Je široce používán v elektronickém a komunikačním inženýrství. V energetickém systému však může rezonance narušit normální provoz systému.
Rezonance je obecně rozdělena doRezonance řady (známá také jako variabilní frekvenční rezonance)a paralelní rezonance. Jak název napovídá, rezonance řady odkazuje na rezonanci, která se vyskytuje v sériovém obvodu, zatímco paralelní rezonance se týká rezonance, která se vyskytuje v paralelním obvodu.
V sériovém obvodu složeném z rezistorů, induktorů a kondenzátorů. Když je kapacitní reaktance XC rovná indukční reaktaci XL, tj. XC=xl. Fáze napětí U a proud I v obvodu je stejná a obvod vykazuje čistě odporové chování, které se nazývá rezonance řady. Když se v obvodu objeví rezonance série, je celková impedance minimalizována a proud dosáhne své maximální hodnoty.
Podmínky pro rezonanci série
Aby došlo k rezonanci v sériovém obvodu, musí být splněny určité podmínky.
Charakteristiky rezonančního obvodu řady
Pokud je celková impedanční hodnota nejmenší a napětí napájení je konstantní, proud je nejvyšší a obvod je odporem. Napětí na kondenzátoru nebo induktoru může být vyšší než napájecí napětí.
Změny energie v obvodu během rezonance série
Q absorbovaný obvodem do napájení je 0. Během rezonance dochází k výměně energie mezi elektrickými a magnetickými poli uvnitř obvodu a napájení poskytuje pouze energii R.
Vysoké napětí může poškodit zařízení a v energetických systémech, které se široce používají v rádiovém inženýrství, by se mělo zabránit rezonanci řady.
Aplikace rezonančního obvodu řady
Využití rezonance řady k vytvoření vysokofrekvenčního napětí napětí, aplikované v technologii s vysokým napětím, pro provádění odolací napěťových testů na napájecím zařízení, jako jsou transformátory. Nejúčinnějším a přímým metodou pro testování izolační síly elektrického zařízení je účinné detekování nebezpečných koncentrovaných vad v zařízení.
V rádiích se rezonanční obvody řady často používají k výběru rádiových signálů, což je proces nazývaný ladění. Následující diagram ukazuje jeho typický obvod.
Když různé rádiové vlny různých frekvencí generují elektrické signály různých frekvencí na anténě, jsou indukovány skrz cívku 1L k cívce 2L. Pokud oscilační obvod rezonuje s určitou frekvencí signálu, proud signálu v obvodu je nejvyšší a napětí Cu vyšší než q krát je napětí tohoto signálu generováno na obou kondenzátoru. U jiných signálů různých frekvencí, protože nedochází k rezonanci, je proud v obvodu velmi malý, což je obvod potlačen. Proto může být kondenzátor C změněn tak, aby změnil rezonanční frekvenci obvodu, aby se vybral požadovaný rádiový signál.