Ghid privind funcționarea și aplicațiile circuitelor RLC rezonante

Încercați Instrumentul Nostru Pentru Eliminarea Problemelor





Un circuit RLC este un circuit electric care constă dintr-un rezistor, inductor și condensator, acestea fiind reprezentate de literele R, L și C. Circuitele RLC rezonante sunt conectate în serie și paralel. Numele de circuit RLC este derivat din litera de pornire din componentele rezistenței, inductorului și condensatorului. În scopul curent, circuitul formează un oscilator armonic. Folosind Circuitul LC de la rezonează. Dacă rezistența crește, aceasta descompune oscilațiile pe care le cunoaștem sub numele de amortizare. O anumită rezistență este dificil de găsit în timp real, chiar și după ce rezistorul nu este identificat ca fiind componenta pe care o rezolvă prin circuitul LC.

Circuite RLC rezonante

În timp ce se ocupă de rezonanță, este o componentă complexă și are o mulțime de discrepanțe. Impedanța z și circuitul său sunt definite ca




Z = R + JX

Unde R este rezistență, J este o unitate imaginară și X este o reactanță.



Există un puls semnat între R și JX. Unitatea imaginară este o rezistență exterioară. Energia stocată este componenta condensatorul și inductor. Condensatoarele sunt stocate în câmpul electric, iar inductoarele sunt stocate în câmpul de magnitudine.

CUC= 1 / jωc


= -J / ωc

CUL= jωL

Din ecuația Z = R + JK putem defini reactanțele ca

XC= -1 / ωc

XL =ωL

Valoarea absolută a reactanței inductorului și încărcarea condensatorului cu frecvență așa cum se arată în figura de mai jos.

Circuite RLC rezonante - reactanța sarcinii inductorului și condensatorului cu frecvența

Factorul Q

Abrevierea Q este definită ca o calitate și este cunoscută și ca un factor de calitate. Factorul de calitate descrie rezonatorul subamortizat. Dacă rezonatorul sub-amortizat crește, factorul de calitate scade. Amortizarea circuitului rezonatorului electric generează pierderea de energie în componentele rezistive. Expresia matematică a factorului Q este definită ca

Q ( ω ) = energie maximă stocată / pierdere de energie

Factorul q depinde de frecvența pe care o presupune cel mai frecvent pentru frecvența rezonantă și energia maximă stocată în condensator și în inductor poate calcula frecvența rezonantă care este stocată în circuitul rezonant. Ecuațiile relevante sunt

Energia maximă stocată = LIDouăLrms= C VDouăCrms

ILrms sunt notate ca curentul RMS prin inductor. Este egal cu curentul total RMS care se formează în circuitul din circuitul de serie, iar în circuitul paralel nu este egal. În mod similar, în VCrms este o tensiune pe condensator, este afișată în circuitul paralel și este egală cu tensiunea de alimentare RMS, dar în serie, circuitul este agreat de un divizor de potențial. Astfel, circuitul de serie este simplu de calculat energia maximă stocată prin indicator și în circuitele paralele este considerat printr-un condensator.

Puterea reală degenerează în rezistor

P = VRrmsEuRrms= EuDouăRrmsR = VDouăRrms/ R

Cel mai simplu mod de a găsi circuitul RLC de serie

Î(S)ω0= ω0 EuDouărmsL / IDouărmsR = ω0L / R

Circuitul paralel trebuie să ia în considerare tensiunea

Î(P)ω0= ω0RCVDouăCrms/ VDouăCrms= ω0CR

Seria RLC Circuit

Circuitul din seria RLC este format din rezistență, inductor și condensator care sunt conectați în serie în circuitul RLC din serie. Diagrama de mai jos prezintă circuitul RLC de serie. În acest circuit condensatorul și inductorul se vor combina reciproc și vor crește frecvența. Dacă putem reconecta Xcis negativ, este clar că XL + XC ar trebui să fie egal cu zero pentru această frecvență specifică XL = -XCimpedanța componentelor imaginare se anulează reciproc. La această mișcare de frecvență, impedanța circuitului are magnitudine scăzută și unghi de fază zero, este numită frecvența de rezonanță a circuitului.

Seria RLC Circuit

Seria RLC Circuit

XL+ XC= 0

XL= - XC= ω0L = 1 / ω0C = 1 / LC

ω0 =√1 / LCω0

= 2Π f 0

Circuit RLC arbitrar

Putem observa efectele de rezonanță luând în considerare tensiunea dintre componentele rezistive la tensiunea de intrare pentru un exemplu pe care îl putem lua în considerare pentru condensator.

VC / V = ​​1/1-ωDouăLC + j ωRC

Pentru valorile lui R, L și C, raportul este reprezentat grafic față de frecvența unghiulară, iar figura arată proprietățile de amplificare. Frecvența de rezonanță

VC / V- 1 / j ω0RC

VC / V- j ω0L / R

Putem vedea că, deoarece acesta este un circuit pozitiv, cantitatea totală de putere disipată este constantă

Frecvența unghiulară rad / s

Circuit RLC paralel

În circuitul RLC paralel, rezistența, inductorul și condensatorul componentei sunt conectate în paralel. Circuitul RLC rezonant este un circuit cu serie duală în rolurile de schimb de tensiune și curent. Prin urmare, circuitul are un câștig de curent mai degrabă decât impedanța, iar câștigul de tensiune este maxim la frecvența de rezonanță sau minimizat. Impedanța totală a circuitului este dată ca

Circuit RLC paralel

Circuit RLC paralel

= R ‖ ZL‖ CUC

= R / 1- JR (1 / XC+ 1 / XL)

= R / 1+ JR (ωc - 1 / ωL)

Când XC = - XL Vârfurile de rezonanță vin din nou și astfel frecvența de rezonanță are aceeași relație.

ω0 =√1 / LC

Pentru a calcula câștigul curent uitându-vă curentul în fiecare dintre brațe, câștigul condensatorului este dat ca

euc/ i = jωRC / 1+ jR (ωc - 1 / ωL)

frecvența de rezonanță

Câștigul actual de mărime este prezentat în figură, iar frecvența de rezonanță este

euc/ i = jRC

Aplicații ale circuitelor RLC rezonante

Circuitele RLC rezonante au multe aplicații precum

  • Circuitul oscilatorului , receptoarele radio și televizoarele sunt utilizate în scopul acordării.
  • Seria și circuitul RLC implică în principal procesarea semnalului și Sistem de comunicatii
  • Circuitul LC rezonant din serie este utilizat pentru a asigura mărirea tensiunii
  • Seria și circuitul paralel LC sunt utilizate la încălzirea prin inducție

Acest articol oferă informații despre circuitele RLC, circuitele RLC în serie și paralele, factorul Q și aplicațiile circuitelor RLC rezonante. Sper că informațiile furnizate în articol sunt utile pentru a oferi câteva informații bune și pentru a înțelege proiectul. În plus, dacă aveți întrebări cu privire la acest articol sau la proiecte electrice și electronice puteți comenta în secțiunea de mai jos. Iată o întrebare pentru dvs., în circuitul RLC paralel, care valoare poate fi utilizată întotdeauna ca referință vectorială?

Credite foto: