În circuitele AC care conțin rezistențe, inductori și condensatori, tensiunea și curentul la ambele capete ale circuitului sunt în general faze diferite. Dacă parametrii circuitului sau frecvența puterii sunt ajustați pentru a face curentul în fază cu tensiunea de alimentare, circuitul devine rezistiv, iar starea de funcționare a circuitului se numește rezonanță.
Fenomenul de rezonanță este un fenomen specific în circuitele sinusoidale de curent alternativ. Este utilizat pe scară largă în ingineria electronică și a comunicațiilor. Dar în sistemul de alimentare, rezonanța poate perturba funcționarea normală a sistemului.
Rezonanța este în general împărțită înrezonanță în serie (cunoscută și ca rezonanță cu frecvență variabilă)și rezonanță paralelă. După cum sugerează și numele, rezonanța în serie se referă la rezonanța care apare într-un circuit în serie, în timp ce rezonanța paralelă se referă la rezonanța care are loc într-un circuit paralel.
Într-un circuit în serie compus din rezistențe, inductori și condensatori. Când reactanța capacitivă XC este egală cu reactanța inductivă XL, adică XC=XL. Faza tensiunii U și a curentului I într-un circuit este aceeași, iar circuitul prezintă un comportament rezistiv pur, care se numește rezonanță în serie. Când apare o rezonanță în serie în circuit, impedanța totală este minimizată și curentul își va atinge valoarea maximă.
Condiții pentru ca rezonanța seriei să apară
Pentru ca rezonanța să apară într-un circuit în serie, trebuie îndeplinite anumite condiții.
Caracteristicile circuitului rezonant în serie
Când valoarea impedanței totale este cea mai mică și tensiunea de alimentare este constantă, curentul este cel mai mare, iar circuitul este rezistiv. Tensiunea de pe condensator sau inductor poate fi mai mare decât tensiunea de alimentare.
Modificările de energie într-un circuit în timpul rezonanței în serie
Q absorbit de circuit în sursa de alimentare este 0. În timpul rezonanței, schimbul de energie are loc între câmpurile electrice și magnetice din interiorul circuitului, iar sursa de alimentare oferă energie doar lui R.
Tensiunea ridicată poate deteriora echipamentele, iar rezonanța în serie ar trebui evitată în sistemele de alimentare, care este utilizat pe scară largă în inginerie radio.
Aplicarea circuitului rezonant în serie
Utilizarea rezonanței în serie pentru a genera tensiune de înaltă frecvență de putere, aplicată în tehnologia de înaltă tensiune, pentru efectuarea de teste de tensiune de rezistență pe echipamente de putere, cum ar fi transformatoarele. Cea mai eficientă și directă metodă de testare a rezistenței izolației echipamentelor electrice este detectarea eficientă a defectelor concentrate periculoase ale echipamentului.
În radiouri, circuitele rezonante în serie sunt adesea folosite pentru a selecta semnalele radio, proces numit tuning. Următoarea diagramă arată circuitul său tipic.
Atunci când diverse unde radio de frecvențe diferite generează semnale electrice de diferite frecvențe pe antenă, acestea sunt induse prin bobina 1L la bobina 2L. Dacă circuitul de oscilație rezonează cu o anumită frecvență a semnalului, curentul semnalului din circuit este cel mai mare, iar la ambele capete ale condensatorului este generată o tensiune CU mai mare de Q ori tensiunea acestui semnal. Pentru alte semnale de diferite frecvențe, deoarece rezonanța nu are loc, curentul din circuit este foarte mic, care este suprimat de circuit. Prin urmare, condensatorul C poate fi schimbat pentru a schimba frecvența de rezonanță a circuitului pentru a selecta semnalul radio dorit.