رزونانس سری یا اتصال سری اجزای R، L، C

Sep 25, 2025 پیام بگذارید

در مدار AC، هنگامی که عنصر فعال r، خازنی C و القایی به صورت سری به هم متصل می شوند، پدیده هایی مانندطنین سریرخ دهد. این پدیده می تواند مورد سوء استفاده قرار گیرد (به عنوان مثال، در مهندسی رادیو)، اما همچنین می تواند آسیب جدی ایجاد کند (در تجهیزات الکتریکی ولتاژ بالا، رزونانس سری می تواند منجر به عواقب جدی شود).

 

86


نمودار شماتیک و نمودار برداری ازطنین سریدر زیر نشان داده شده اند:

news-558-214


گنجاندن هر سه عنصر این مدار به ترتیب شرایط زیر را برآورده می کند:

news-480-147


همچنین باید به خاطر داشت که تشدید ممکن است فقط در φ=0 اتفاق بیفتد، جایی که در اتصال سری، معادل رابطه X=ω L -1/(ω C)=0 است، یعنی شرط ω L=1/(ω C) یا ω 2 LC=1. رزونانس سری را می‌توان در سه مورد بدست آورد. راه ها:


اندوکتانس سیم پیچ را انتخاب کنید.


ظرفیت خازن را انتخاب کنید؛


فرکانس زاویه ای ω 0 را انتخاب کنید.


علاوه بر این، فرمول زیر را می توان برای تعیین تمام این مقادیر فرکانس، ظرفیت خازنی و اندوکتانس استفاده کرد:

news-331-74


فرکانس 0 از ω فرکانس تشدید نامیده می شود. اگر ولتاژ یا مقاومت فعال r در مدار بدون تغییر باقی بماند، جریان در مدار در طول تشدید سری حداکثر و برابر با U/r خواهد بود. این بدان معنی است که جریان کاملاً مستقل از راکتانس مدار خواهد بود. هنگامی که راکتانس XC{4}}XL از مقدار مقاومت r تجاوز کند، ولتاژ در سرتاسر سیم پیچ و پایانه های خازن ظاهر می شود و به میزان زیادی از ولتاژ پایانه های مدار بیشتر می شود. شرط اینکه ولتاژ ترمینال مدار کمتر از ولتاژ عنصر راکتیو باشد:

news-241-84


ارزش

news-80-54


برای راحتی محاسبه و با توجه به اندازه مقاومت، مشخص می کنیم که ρ به عنوان امپدانس موج مدار اطلاق می شود.


تعدد ولتاژ اضافی در پایانه های اجزای خازنی و القایی نسبت به شبکه را می توان با عبارت زیر تعیین کرد:

news-350-98


مقدار Q مشخصه های تشدید مدار را تعیین می کند که به آن ضریب کیفیت مدار می گویند. به طور مشابه، مشخصه های تشدید را می توان با مقدار 1/Q{2}}تضعیف مدار مشخص کرد.


توان لحظه ای اندوکتانس و خازن برابر با p=U=Isin2 ω t و p C ^=- U Ç Isin2 ω t خواهد بود. در رزونانس سری، وقتی UL=UC، این قدرت ها همیشه برابر بوده و دارای علائم مخالف هستند. یعنی در این مدار تبادل انرژی بین میدان مغناطیسی سیم پیچ و میدان الکتریکی خازن وجود خواهد داشت در حالیکه بین انرژی میدان مغناطیسی و انرژی انرژی الکتریکی (منبع برق) تبادل انرژی وجود نخواهد داشت. این به این دلیل است که p L+p C{10}}dW m/dt+dW e/dt و W m+W e{13}}const هستند، به این معنی که انرژی کل میدان در مدار ثابت است. در حین کار این سیستم، وقتی جریان روی سیم پیچ افزایش می یابد و ولتاژ دو طرف خازن کاهش می یابد، انرژی خازن در یک چهارم سیکل وارد سیم پیچ می شود. در سه ماهه بعدی این چرخه، وضعیت دقیقاً برعکس است - جریان سیم پیچ کاهش می یابد و ولتاژ خازن افزایش می یابد، یعنی انرژی از سلف به خازن می رسد. در این حالت انرژی الکتریکی عرضه شده به مدار فقط انرژی مصرفی مربوط به وجود مقاومت های فعال r در مدار را پوشش می دهد.

ارسال درخواست

whatsapp

تلفن

ایمیل

پرس و جو