Guia sobre funcionament i aplicacions de circuits RLC ressonants

Proveu El Nostre Instrument Per Eliminar Problemes





Un circuit RLC és un circuit elèctric que consisteix en una resistència, un inductor i un condensador, estan representats per les lletres R, L i C. Els circuits RLC ressonants estan connectats en sèrie i paral·lel. El nom de circuit RLC es deriva de la lletra inicial dels components de resistència, inductor i condensador. Als efectes actuals, el circuit forma un oscil·lador harmònic. Utilitzant el Circuit LC ressona. Si la resistència augmenta, descomposa les oscil·lacions que es coneix com a amortiment. És difícil trobar certa resistència en temps real, fins i tot després que la resistència no s’identifiqui com el component que es resol mitjançant el circuit LC.

Circuits RLC ressonants

Tot i tractar la ressonància, és un component complex i té moltes discrepàncies. La impedància z i el seu circuit es defineixen com




Z = R + JX

On R és resistència, J és una unitat imaginària i X és una reactància.



Hi ha un pols signat entre R i JX. La unitat imaginària és una resistència exterior. L’energia emmagatzemada són els components de el condensador i inductor. Els condensadors s’emmagatzemen al camp elèctric i els inductors s’emmagatzemen al camp de magnitud.

AMBC= 1 / jωc


= -J / ωc

AMBL= jωL

A partir de l’equació Z = R + JK podem definir les reactàncies com

XC= -1 / ωc

XL =ωL

El valor absolut de la reactància de l’inductor i la càrrega del condensador amb freqüència com es mostra a la figura següent.

Circuits RLC ressonants: reactància de la càrrega de l’inductor i del condensador amb freqüència

Factor Q

L’abreviatura de la Q es defineix com una qualitat i també es coneix com a factor de qualitat. El factor qualitat descriu el ressonador poc amortit. Si augmenta el ressonador poc amortit, el factor de qualitat disminueix. L’amortiment del circuit del ressonador elèctric genera la pèrdua d’energia en components resistius. L'expressió matemàtica del factor Q es defineix com

Q ( ω ) = energia màxima emmagatzemada / pèrdua de potència

El factor q depèn de la freqüència que es cita amb més freqüència per a la freqüència de ressonància i la màxima energia emmagatzemada al condensador i a l’inductor pot calcular la freqüència de ressonància que s’emmagatzema al circuit ressonant. Les equacions rellevants són

Energia màxima emmagatzemada = LI2Lrms= C V2Crms

Els ILrms es denoten com el corrent RMS a través de l’inductor. És igual al corrent RMS total que es forma al circuit del circuit en sèrie i al circuit paral·lel no és igual. De la mateixa manera, al VCrms hi ha una tensió a través del condensador que es mostra al circuit paral·lel i és igual a la tensió d'alimentació rms, però a la sèrie, el circuit està acordat per un divisor de potencial. Per tant, el circuit en sèrie és senzill per calcular l'energia màxima emmagatzemada a través de l'indicador i en els circuits paral·lels es considera a través d'un condensador.

La potència real degenera a la resistència

P = VRMSJoRMS= Jo2RMSR = V2RMS/ R

La forma més senzilla de trobar el circuit RLC de la sèrie

Q(S)ω0= ω0 Jo2rmsL / I2rmsR = ω0L / R

El circuit paral·lel ha de considerar la tensió

Q(P)ω0= ω0RCV2Crms/ V2Crms= ω0CR

Sèrie RLC Circuit

El circuit de la sèrie RLC consta de resistència, inductor i condensador que es connecten en sèrie al circuit RLC de la sèrie. El diagrama següent mostra el circuit RLC de la sèrie. En aquest circuit, el condensador i l’inductor es combinaran i augmentaran la freqüència. Si podem tornar a connectar el Xcis com a negatiu, queda clar que XL + XC hauria de ser igual a zero per a aquesta freqüència específica XL = -XCimpedància dels components imaginaris es cancel·len exactament. En aquest moviment de freqüència, la impedància del circuit té una magnitud i un angle de fase baixos de zero, s’anomena freqüència de ressonància del circuit.

Sèrie RLC Circuit

Sèrie RLC Circuit

XL+ XC= 0

XL= - XC= ω0L = 1 / ω0C = 1 / LC

ω0 =√1 / LCω0

= 2Π f 0

Circuit RLC arbitrari

Podem observar els efectes de ressonància tenint en compte la tensió dels components resistius a la tensió d’entrada per un exemple que podem considerar per al condensador.

VC / V = ​​1/1-ω2LC + j ωRC

Per als valors de R, L i C, la relació es representa a la freqüència angular i la figura mostra les propietats de l'amplificació. Freqüència de ressonància

VC / V- 1 / j ω0RC

VC / V- j ω0L / R

Podem veure que, com que es tracta d’un circuit positiu, la quantitat total de potència dissipada és constant

Freqüència angular rad / s

Circuit RLC paral·lel

Al circuit RLC paral·lel, la resistència, l’inductor i el condensador del component es connecten en paral·lel. El circuit RLC ressonant és un circuit de sèrie dual en els rols d'intercanvi de tensió i corrent. Per tant, el circuit té un guany de corrent en lloc de la impedància i el guany de tensió és màxim a la freqüència de ressonància o minimitzat. La impedància total del circuit es dóna com a

Circuit RLC paral·lel

Circuit RLC paral·lel

= R ‖ ZL‖ AMBC

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

= R / 1+ JR (ωc - 1 / ωL)

Quan XC = - XL Els pics ressonants tornen a aparèixer i, per tant, la freqüència de ressonància té la mateixa relació.

ω0 =√1 / LC

Per calcular el guany actual mirant el corrent en cadascun dels braços, el guany del condensador es dóna com a

joc/ i = jωRC / 1+ jR (ωc - 1 / ωL)

freqüència de ressonància

El guany de magnitud actual es mostra a la figura i la freqüència de ressonància és

joc/ i = jRC

Aplicacions dels circuits RLC ressonants

Els circuits RLC ressonants tenen moltes aplicacions com

  • Circuit oscil·lador , els receptors de ràdio i els aparells de televisió s’utilitzen amb la finalitat d’afinar.
  • La sèrie i el circuit RLC participen principalment en el processament de senyals i sistema de comunicació
  • El circuit LC ressonant de la sèrie s’utilitza per proporcionar augment de la tensió
  • El circuit LC de sèrie i paral·lel s’utilitzen en calefacció per inducció

Aquest article proporciona informació sobre circuits RLC, circuits RLC en sèrie i paral·lels, el factor Q i les aplicacions dels circuits RLC ressonants. Espero que la informació donada a l'article sigui útil per donar una bona informació i entendre el projecte. A més, si teniu cap pregunta sobre aquest article o sobre el projectes elèctrics i electrònics podeu fer comentaris a la secció següent. Aquí teniu una pregunta, en circuit RLC paral·lel, quin valor es pot utilitzar sempre com a referència vectorial?

Crèdits fotogràfics: