Przewodnik po pracy i zastosowaniach obwodów rezonansowych RLC

Obwód RLC to obwód elektryczny składający się z rezystora, cewki indukcyjnej i kondensatora, które są oznaczone literami R, L i C. Rezonansowe obwody RLC są połączone szeregowo i równolegle. Nazwa obwodu RLC pochodzi od litery początkowej oznaczającej elementy rezystancji, cewki i kondensatora. W obecnym celu obwód tworzy oscylator harmoniczny. Używając Obwód LC to z rezonatów. Jeśli rezystor rośnie, rozkłada oscylacje, co jest znane jako tłumienie. Pewna rezystancja jest trudna do znalezienia w czasie rzeczywistym, nawet jeśli rezystor nie jest zidentyfikowany jako komponent, który jest rozwiązywany przez obwód LC.

Obwody rezonansowe RLC

W przypadku rezonansu jest to element złożony i ma wiele rozbieżności. Impedancja z i jej obwód są zdefiniowane jako

Z = R + JX

Gdzie R to opór, J to urojona jednostka, a X to reaktancja.

Pomiędzy R i JX znajduje się impuls. Wyimaginowana jednostka jest zewnętrznym oporem. Zmagazynowana energia jest składnikiem kondensator i induktor. Kondensatory są przechowywane w polu elektrycznym, a cewki indukcyjne są przechowywane w polu wielkości.

Z_do= 1 / jωc

= -J / ωc

Z_L= jωL

Z równania Z = R + JK możemy zdefiniować reaktancje jako

X_do= -1 / ωc

X_{L =}ωL

Bezwzględna wartość reaktancji induktor i ładowanie kondensatora z częstotliwością, jak pokazano na poniższym rysunku.

Q Factor

Skrót Q jest określany jako jakość i jest również znany jako czynnik jakości. Współczynnik jakości opisuje niedotłumiony rezonator. Jeśli niedotłumiony rezonator zwiększa się, współczynnik jakości maleje. Tłumienie obwodu rezonatora elektrycznego powoduje utratę energii w elementach rezystancyjnych. Matematyczne wyrażenie współczynnika Q jest zdefiniowane jako

Q ( ω ) = maksymalna zmagazynowana energia / utrata mocy

Współczynnik q jest zależny od częstotliwości, którą najczęściej podaje dla częstotliwości rezonansowej, a maksymalna energia zmagazynowana w kondensatorze i cewce indukcyjnej może obliczyć częstotliwość rezonansową, która jest przechowywana w obwodzie rezonansowym. Odpowiednie równania to

Maksymalna zmagazynowana energia = LI^dwa_Lrms= C V^dwa_Crms

ILrms są oznaczone jako prąd RMS przepływający przez cewkę. Jest równy całkowitemu prądowi RMS tworzącemu się w obwodzie w obwodzie szeregowym, aw równoległym nie jest równy. Podobnie w VCrms jest napięcie na kondensatorze, które jest pokazane w obwodzie równoległym i jest równe skutecznemu napięciu zasilania, ale w szeregu obwód jest uzgadniany przez dzielnik potencjału. W ten sposób obwód szeregowy jest łatwy do obliczenia maksymalnej energii zmagazynowanej przez wskaźnik, aw obwodach równoległych jest brana pod uwagę przez kondensator.

Rzeczywista moc degeneruje się w rezystorze

P = V_Rrmsja_Rrms= Ja^dwa_RrmsR = V^dwa_Rrms/ R

Najłatwiejszy sposób na znalezienie obwodu szeregowego RLC

Q^(S)_ω0= ω₀ ja^dwa_rmsL / I^dwa_rmsR = ω₀L / R

Obwód równoległy ma uwzględniać napięcie

Q^(P)_ω0= ω₀RCV^dwa_Crms/ V^dwa_Crms= ω₀CR

Obwód serii RLC

Obwód szeregowy RLC składa się z rezystancji, cewki i kondensatora, które są połączone szeregowo w szeregowym obwodzie RLC. Poniższy schemat przedstawia obwód szeregowy RLC. W tym obwodzie kondensator i cewka połączą się ze sobą i zwiększą częstotliwość. Jeśli możemy ponownie podłączyć Xcis ujemny, to jest jasne, że XL + XC powinno być równe zeru dla tej konkretnej częstotliwości XL = -XC Składowe impedancji urojonej dokładnie się znoszą. Przy tym ruchu częstotliwości impedancja obwodu ma małą wielkość i kąt fazowy zerowy, nazywa się to częstotliwością rezonansową obwodu.

Obwód serii RLC

X_L+ X_do= 0

X_L= - X_do= ω₀L = 1 / ω₀C = 1 / LC

ω_{0 =√1 / LC}ω₀

= 2Π f ₀

Arbitralny obwód RLC

Możemy zaobserwować efekty rezonansu, biorąc pod uwagę napięcie na elementach rezystancyjnych do napięcia wejściowego, na przykład, który możemy rozważyć dla kondensatora.

VC / V = ​​1/1-ω^dwaLC + j ωRC

Dla wartości R, L i C stosunek jest wykreślony w funkcji częstotliwości kątowej, a rysunek przedstawia właściwości wzmocnienia. Częstotliwość rezonansowa

VC / V- 1 / j ω₀RC

VC / V- j ω₀L / R

Widzimy, że ponieważ jest to obwód dodatni, całkowita ilość rozpraszanej mocy jest stała

Obwód równoległy RLC

W równoległym obwodzie RLC rezystancja elementu, cewka i kondensator są połączone równolegle. Obwód rezonansowy RLC jest obwodem dwu szeregowym w rolach wymiany napięcia i prądu. W związku z tym obwód ma raczej wzmocnienie prądu niż impedancję, a wzmocnienie napięcia jest maksymalne przy częstotliwości rezonansowej lub jest zminimalizowane. Całkowita impedancja obwodu jest podana jako

Równoległy obwód RLC

= R ‖ Z_L‖ Z_do

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

= R / 1+ JR (ωc - 1 / ωL)

Gdy X_do = - X_L Piki rezonansowe pojawiają się ponownie, a zatem częstotliwość rezonansowa ma tę samą zależność.

ω_{0 =√1 / LC}

Aby obliczyć wzmocnienie prądu, patrząc na prąd w każdym z ramion, wzmocnienie kondensatora podaje się jako

ja_do/ i = jωRC / 1+ jR (ωc - 1 / ωL)

Aktualny przyrost wielkości pokazano na rysunku, a częstotliwość rezonansowa to

ja_do/ i = jRC

Zastosowania obwodów rezonansowych RLC

Rezonansowe obwody RLC mają wiele zastosowań

• Obwód oscylatora , odbiorniki radiowe i telewizory są używane do celów strojenia.
• Układ szeregowy i RLC obejmuje głównie przetwarzanie sygnału i system komunikacji
• Szeregowy obwód rezonansowy LC służy do zapewnienia powiększenia napięcia
• Szeregowe i równoległe obwody LC są używane w nagrzewaniu indukcyjnym

Ten artykuł zawiera informacje na temat obwodów RLC, obwodów szeregowych i równoległych RLC, współczynnika Q i zastosowań rezonansowych obwodów RLC. Mam nadzieję, że informacje zawarte w artykule są pomocne w udzieleniu dobrych informacji i zrozumieniu projektu. Ponadto, jeśli masz jakieś pytania dotyczące tego artykułu lub na projekty elektryczne i elektroniczne możesz skomentować w poniższej sekcji. Oto pytanie do ciebie, w równoległym obwodzie RLC, która wartość może być zawsze używana jako odniesienie wektorowe?

Kredyty fotograficzne:

• Obwód serii RLC sarutech
• Równoległy obwód RLC wikimedia