Veiledning om resonans RLC-kretsarbeid og applikasjoner

Prøv Instrumentet Vårt For Å Eliminere Problemer





En RLC-krets er en elektrisk krets den består av en motstand, induktor og kondensator. De er representert med bokstavene R, L og C. Resonans-RLC-kretsene er koblet i serie og parallelle. Navnet RLC-krets er avledet fra startbokstaven fra komponentene i motstand, induktor og kondensator. For det nåværende formålet danner kretsen en harmonisk oscillator. Bruker LC-krets det fra resonerer. Hvis motstanden øker, spaltes svingningene den er kjent som demping. Noe motstand er vanskelig å finne i sanntid, selv etter at motstanden ikke er identifisert som komponenten den blir løst av LC-kretsen.

Resonant RLC-kretser

Mens du arbeider med resonansen, er det en kompleks komponent, og den har mange avvik. Impedansen z og dens krets er definert som




Z = R + JX

Der R er motstand, er J en tenkt enhet og X er en reaktans.



Det er en puls signert mellom R og JX. Den imaginære enheten er en motstand utenfor. Den lagrede energien er komponentene i kondensatoren og spole. Kondensatorene er lagret i det elektriske feltet og induktorer er lagret i størrelsesfelt.

MEDC= 1 / jωc


= -J / ωc

MEDL= jωL

Fra ligningen Z = R + JK kan vi definere reaktansene som

XC= -1 / ωc

XL =ωL

Den absolutte verdien av reaktansen til spolen og kondensatorlading med frekvens som vist i figuren nedenfor.

Resonant RLC Circuits - reaktans av induktor og kondensatorladning med frekvens

Q-faktor

Forkortelsen av Q er definert som en kvalitet, og den er også kjent som en kvalitetsfaktor. Kvalitetsfaktoren beskriver den underdempede resonatoren. Hvis underdempet resonator øker, reduseres kvalitetsfaktoren. Den elektriske resonatorkretsdempingen genererer tap av energi i resistive komponenter. Det matematiske uttrykket for Q-faktoren er definert som

Q ( ω ) = maksimal kraftenergi lagret / strømtap

Q-faktoren er avhengig av frekvensen som oftest siteres for resonansfrekvensen, og den maksimale energien som er lagret i kondensatoren og i induktoren kan beregne resonansfrekvensen som er lagret i resonanskretsen. De aktuelle ligningene er

Maks lagret energi = LItoLrms= C VtoCrms

ILrms betegnes som RMS-strøm gjennom induktoren. Det er lik den totale RMS-strømmen som dannes i kretsen i seriekretsen, og i parallellkretsen er den ikke lik. På samme måte er det i VCrms en spenning over kondensatoren den vises i parallellkretsen, og den er lik rmsforsyningsspenningen, men i serien er kretsen avtalt av en potensiell deler. Dermed er seriekretsen enkel å beregne den maksimale energien som er lagret gjennom indikatoren og i parallelle kretser blir vurdert gjennom en kondensator.

Ekte kraft degenererer i motstanden

P = VRrmsJegRrms= JegtoRrmsR = VtoRrms/ R

Den enkleste måten å finne RLC-kretsen på

Spørsmål(S)ω0= ω0 JegtormsL / jegtormsR = ω0L / R

Den parallelle kretsen er å vurdere spenning

Spørsmål(P)ω0= ω0RCVtoCrms/ VtoCrms= ω0CR

Series RLC Circuit

RLC-seriekretsen består av motstand, induktor og kondensator som er koblet i serie i serien RLC-krets. Diagrammet nedenfor viser serien RLC-krets. I denne kretsen vil kondensator og induktor kombinere hverandre og øke frekvensen. Hvis vi kan koble Xcis til igjen, så er det klart at XL + XC skal være lik null for denne spesifikke frekvensen XL = -XCimpedance komponenter av imaginære nøyaktig avbryter hverandre. Ved denne frekvensbevegelsen har impedansen til kretsen lav styrke og fasevinkel på null, den kalles kretsens resonansfrekvens.

Series RLC Circuit

Series RLC Circuit

XL+ XC= 0

XL= - XC= ω0L = 1 / ω0C = 1 / LC

ω0 =√1 / LCω0

= 2Π f 0

Vilkårlig RLC-krets

Vi kan observere resonanseffektene ved å vurdere spenningen over de resistive komponentene til inngangsspenningen for et eksempel vi kan vurdere for kondensatoren.

VC / V = ​​1/1-ωtoLC + j ωRC

For verdiene R, L og C er forholdet tegnet mot vinkelfrekvensen, og figuren viser egenskapene til forsterkning. Resonansfrekvens

VC / V- 1 / j ω0RC

VC / V- j ω0L / R

Vi kan se at da dette er en positiv krets, er den totale mengden strøm som blir spredt konstant

Vinkelfrekvens rad / s

Parallell RLC-krets

I den parallelle RLC-kretsen er komponentens motstand, induktor og kondensator koblet parallelt. Den resonante RLC-kretsen er en dobbel seriekrets i spennings- og strømutvekslingsrollene. Derfor har kretsen en strømforsterkning i stedet for impedansen, og spenningsforsterkningen er et maksimum ved resonansfrekvensen eller minimert. Den totale impedansen til kretsen er gitt som

Parallell RLC-krets

Parallell RLC-krets

= R ‖ ZL‖ MEDC

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

= R / 1+ JR (ωc - 1 / ωL)

Når XC = - XL Resonanttoppene kommer igjen og dermed har resonansfrekvensen samme forhold.

ω0 =√1 / LC

For å beregne strømforsterkningen ved å se strømmen i hver av armene, blir kondensatorforsterkningen gitt som

Jegc/ i = jωRC / 1+ jR (ωc - 1 / ωL)

resonansfrekvens

Den nåværende størrelsesforsterkningen er vist i figuren og resonansfrekvensen er

Jegc/ i = jRC

Anvendelser av Resonant RLC Circuits

De resonante RLC-kretsene har mange applikasjoner som

  • Oscillatorkrets , radiomottakere og TV-apparater brukes til innstillingsformålet.
  • Serien og RLC-kretsen involverer hovedsakelig signalbehandling og kommunikasjonssystem
  • Serieresonans LC-krets brukes til å gi spenningsforstørrelse
  • Serier og parallell LC-krets brukes til induksjonsoppvarming

Denne artikkelen gir informasjon om RLC-krets, serier og paralleller RLC-kretser, Q-faktoren og anvendelser av resonans-RLC-kretsene. Jeg håper den gitte informasjonen i artikkelen er nyttig for å gi litt god informasjon og forståelse for prosjektet. For videre, hvis du har spørsmål angående denne artikkelen eller på elektriske og elektroniske prosjekter du kan kommentere i delen nedenfor. Her er et spørsmål til deg, i parallell RLC-krets, hvilken verdi kan alltid brukes som vektorreferanse?

Fotokreditter: