Handbok för resonans RLC-kretsar och applikationer

En RLC-krets är en elektrisk krets, den består av ett motstånd, induktor och kondensator. De representeras av bokstäverna R, L och C. Resonans-RLC-kretsarna är anslutna i serie och parallella. Namnet RLC-krets härleds från startbokstaven från komponenterna i motstånd, induktor och kondensator. För nuvarande ändamål bildar kretsen en harmonisk oscillator. Använda LC-krets det från resonerar. Om motståndet ökar sönderdelas det svängningarna som det kallas dämpning. Något motstånd är svårt att hitta i realtid, även efter att motståndet inte identifierats som komponenten det löses av LC-kretsen.

Resonant RLC-kretsar

När man hanterar resonansen är det en komplex komponent och den har många avvikelser. Impedansen z och dess krets definieras som

Z = R + JX

Där R är motstånd är J en imaginär enhet och X är en reaktans.

Det finns en puls signerad mellan R och JX. Den imaginära enheten är ett yttre motstånd. Den lagrade energin är komponenterna i kondensatorn och induktor. Kondensatorerna lagras i det elektriska fältet och induktorer lagras i magnitudfält.

MED_C= 1 / jωc

= -J / ωc

MED_L= jωL

Från ekvationen Z = R + JK kan vi definiera reaktanserna som

X_C= -1 / ωc

X_{L =}ωL

Det absoluta värdet av reaktansen av induktorn och kondensatorladdning med frekvens som visas i bilden nedan.

Q-faktor

Förkortningen av Q definieras som en kvalitet och den är också känd som en kvalitetsfaktor. Kvalitetsfaktorn beskriver den underdämpade resonatorn. Om underdämpad resonator ökar minskar kvalitetsfaktorn. Den elektriska resonatorkretsdämpningen genererar förlust av energi i resistiva komponenter. Det matematiska uttrycket för Q-faktorn definieras som

Q ( ω ) = maximal lagrad energinergi / strömförlust

Q-faktorn är beroende av frekvensen som oftast citeras för resonansfrekvensen och den maximala energin som lagras i kondensatorn och i induktorn kan beräkna resonansfrekvensen som lagras i resonanskretsen. De relevanta ekvationerna är

Max lagrad energi = LI^två_Lrms= C V^två_Crms

ILrms betecknas som RMS-ström genom induktorn. Det är lika med den totala RMS-strömmen som bildas i kretsen i seriekretsen och i parallellkretsen är den inte lika. På samma sätt, i VCrms är en spänning över kondensatorn den visas i parallellkretsen och den är lika med rms-matningsspänningen, men i serien överenskommes kretsen av en potentialdelare. Seriekretsen är således enkel att beräkna den maximala energin som lagras genom indikatorn och i de parallella kretsarna betraktas genom en kondensator.

Verklig kraft försämras i motståndet

P = V._RrmsJag_Rrms= Jag^två_RrmsR = V^två_Rrms/ R

Det enklaste sättet att hitta serien RLC-krets

F^(S)_ω0= ω₀ Jag^två_rmsL / I^två_rmsR = ω₀L / R

Den parallella kretsen är att ta hänsyn till spänning

F^(P)_ω0= ω₀RCV^två_Crms/ V^två_Crms= ω₀CR

Serie RLC-krets

RLC-seriekretsen består av motstånd, induktor och kondensator som är seriekopplade i serie RLC-kretsen. Nedanstående diagram visar seriens RLC-krets. I denna krets kommer kondensator och induktorn att kombinera varandra och öka frekvensen. Om vi ​​kan återansluta Xcis ett negativt, så är det uppenbart att XL + XC ska vara lika med noll för denna specifika frekvens XL = -XCimpedance komponenter av imaginära exakt annullera varandra. Vid denna frekvensrörelse har kretsens impedans låg storlek och fasvinkeln noll, det kallas kretsens resonansfrekvens.

Serie RLC-krets

X_L+ X_C= 0

X_L= - X_C= ω₀L = 1 / ω₀C = 1 / LC

ω_{0 =√1 / LC}ω₀

= 2Π f ₀

Godtycklig RLC-krets

Vi kan observera resonanseffekterna genom att beakta spänningen över de resistiva komponenterna till ingångsspänningen för ett exempel som vi kan överväga för kondensatorn.

VC / V = ​​1/1-ω^tvåLC + j ωRC

För värdena R, L och C plottas förhållandet mot vinkelfrekvensen och figuren visar förstärkningens egenskaper. Resonans frekvens

VC / V- 1 / j ω₀RC

VC / V- j ω₀L / R

Vi kan se att eftersom detta är en positiv krets är den totala mängden ström som släpps ut konstant

Parallell RLC-krets

I den parallella RLC-kretsen är komponentens motstånd, induktor och kondensator anslutna parallellt. Resonans RLC-kretsen är en dubbel seriekrets i spännings- och strömutbytesrollerna. Följaktligen har kretsen en strömförstärkning snarare än impedansen och spänningsförstärkningen är högst vid resonansfrekvensen eller minimerad. Den totala impedansen för kretsen ges som

Parallell RLC-krets

= R ‖ Z_L‖ MED_C

= R / 1- JR (1 / X_C+ 1 / X_L)

= R / 1+ JR (ωc - 1 / ωL)

När X_C = - X_L Resonanttopparna kommer en gång till och därmed har resonansfrekvensen samma förhållande.

ω_{0 =√1 / LC}

För att beräkna strömförstärkningen genom att se strömmen i var och en av armarna ges kondensatorförstärkningen som

i_c/ i = jωRC / 1+ jR (ωc - 1 / ωL)

Den aktuella förstärkningen visas i figuren och resonansfrekvensen är

i_c/ i = jRC

Tillämpningar av Resonant RLC Circuits

De resonanta RLC-kretsarna har många applikationer som

• Oscillatorkrets , radiomottagare och TV-apparater används för inställningsändamålet.
• Serien och RLC-kretsen involverar främst signalbehandling och kommunikationssystem
• Serieresonans LC-krets används för att ge spänningsförstoring
• Serier och parallell LC-krets används vid induktionsuppvärmning

Den här artikeln ger information om RLC-kretsar, serier och paralleller RLC-kretsar, Q-faktorn och tillämpningar av resonans RLC-kretsar. Jag hoppas att informationen i artikeln är till hjälp för att ge bra information och förståelse för projektet. För vidare, om du har några frågor angående den här artikeln eller på elektriska och elektroniska projekt du kan kommentera i avsnittet nedan. Här är en fråga till dig, i parallell RLC-krets, vilket värde kan alltid användas som en vektorreferens?

Fotokrediter:

• Serie RLC-krets sarutech
• Parallell RLC-krets wikimedia