Sprievodca funkciami a aplikáciami rezonančných obvodov RLC

Sprievodca funkciami a aplikáciami rezonančných obvodov RLC

Obvod RLC je elektrický obvod, ktorý sa skladá z rezistora, induktora a kondenzátora. Predstavujú ich písmená R, L a C. Rezonančné obvody RLC sú zapojené do série a paralelne. Názov obvodu RLC je odvodený od začiatočného písmena od komponentov odporu, induktora a kondenzátora. Pre súčasné účely obvod tvorí harmonický oscilátor. Pomocou LC obvod to z rezonuje. Ak sa odpor zvýši, rozloží oscilácie, ktoré sú známe ako tlmenie. Určitý odpor je ťažké nájsť v reálnom čase, a to aj napriek tomu, že rezistor nie je identifikovaný ako komponent, je vyriešený LC obvodom.



Rezonančné RLC obvody

Pri práci s rezonanciou je to zložitá zložka a má veľa nezrovnalostí. Impedancia z a jej obvod sú definované ako


Z = R + JX





Kde R je odpor, J je imaginárna jednotka a X je reaktancia.

Medzi R a JX je podpísaný impulz. Pomyselná jednotka je vonkajším odporom. Uložená energia je zložkou kondenzátor a induktor. Kondenzátory sú uložené v elektrickom poli a tlmivky sú uložené v poli veľkosti.



SC.= 1 / jωc


= -J / ωc

SĽ= jωL

Z rovnice Z = R + JK môžeme definovať reaktanty ako

XC.= -1 / ωc

XL =ωL

Absolútna hodnota reaktancie induktor a náboj kondenzátora s frekvenciou, ako je znázornené na nasledujúcom obrázku.

Rezonančné RLC obvody - reaktancia náboja induktora a kondenzátora s frekvenciou

Q faktor

Skratka Q je definovaná ako kvalita a je tiež známa ako faktor kvality. Faktor kvality popisuje nedostatočne tlmený rezonátor. Ak sa tlmený rezonátor zvýši, faktor kvality sa zníži. Tlmenie obvodu elektrického rezonátora generuje stratu energie v odporových komponentoch. Matematické vyjadrenie faktora Q je definované ako

Q ( ω ) = maximálna uložená energia / strata energie

Faktor q závisí od frekvencie, ktorá sa najčastejšie uvádza ako rezonančná frekvencia, a od maximálnej energie uloženej v kondenzátore a v tlmivke môže vypočítať rezonančnú frekvenciu uloženú v rezonančnom obvode. Príslušné rovnice sú

Maximálna uložená energia = LIdvaLrms= C VdvaCrms

ILrms sú označené ako RMS prúd cez induktor. Rovná sa celkovému RMS prúdu, ktorý vzniká v obvode v sériovom obvode a v paralelnom obvode nie je rovnaký. Podobne je vo VCrms napätie na kondenzátore, ktoré je zobrazené v paralelnom obvode a rovná sa rms napájaciemu napätiu, ale v sérii je obvod dohodnutý deličom potenciálov. Sériový obvod je tak jednoduchý na výpočet maximálnej energie uloženej prostredníctvom indikátora a v paralelných obvodoch sa uvažuje cez kondenzátor.

Skutočná sila v rezistore degeneruje

P = VRrmsJaRrms= JadvaRrmsR = VdvaRrms/ R

Najjednoduchší spôsob, ako nájsť sériový obvod RLC

Q(S)ω0= ω0 JadvarmsĽ / jadvarmsR = ω0Ľ / P

Paralelný obvod musí brať do úvahy napätie

Q(P)ω0= ω0RCVdvaCrms/ VdvaCrms= ω0ČR

Séria RLC obvodov

Obvod série RLC sa skladá z odporu, tlmivky a kondenzátora, ktoré sú zapojené do série v sérii RLC. Nasledujúca schéma zobrazuje sériový obvod RLC. V tomto obvode sa kondenzátor a induktor budú navzájom kombinovať a zvyšovať frekvenciu. Ak dokážeme Xcis znovu pripojiť záporne, je zrejmé, že XL + XC by sa pre túto špecifickú frekvenciu mali rovnať nule. XL = -XCimpedance zložky imaginárneho sa presne navzájom rušia. Pri tomto frekvenčnom pohybe má impedancia obvodu nízku veľkosť a nulový fázový uhol, nazýva sa rezonančná frekvencia obvodu.

Séria RLC obvodov

Séria RLC obvodov

XĽ+ XC.= 0

XĽ= - XC.= ω0L = 1 / ω0C = 1 / LC

ω0 =√1 / LCω0

= 2Π f 0

Ľubovoľný obvod RLC

Rezonančné účinky môžeme pozorovať tak, že zvážime napätie cez odporové zložky na vstupné napätie pre príklad, ktorý môžeme zvážiť pre kondenzátor.

VC / V = ​​1/1-ωdvaLC + j ωRC

Pre hodnoty R, L a C sa vynesie pomer proti uhlovej frekvencii a obrázok ukazuje vlastnosti zosilnenia. Rezonančná frekvencia

VC / V- 1 / j ω0RC

VC / V- j ω0Ľ / P

Vidíme, že keďže ide o kladný obvod, celkové množstvo rozptýleného výkonu je konštantné

Uhlová frekvencia rad / s

Paralelný RLC obvod

V paralelnom obvode RLC sú odpor, tlmivka, kondenzátor a kondenzátor zapojené paralelne. Rezonančný obvod RLC je dvojsériový obvod v úlohách výmeny napätia a prúdu. Preto má obvod skôr prúdový zisk ako impedanciu a napäťový zisk je maximálny na rezonančnej frekvencii alebo minimalizovaný. Celková impedancia obvodu je uvedená ako

Paralelný RLC obvod

Paralelný RLC obvod

= R ‖ ZĽ‖ SC.

= R / 1- JR (1 / XC.+ 1 / XĽ)

= R / 1+ JR (ωc - 1 / ωL)

Kedy XC. = - XĽ Rezonančné vrcholy prídu znova a teda rezonančná frekvencia má rovnaký vzťah.

ω0 =√1 / LC

Ak chcete vypočítať prúdový zisk pri pohľade na prúd v každom z ramien, potom sa zisk kondenzátora udáva ako

ic/ i = jωRC / 1+ jR (ωc - 1 / ωL)

rezonančná frekvencia

Aktuálny zisk veľkosti je znázornený na obrázku a rezonančná frekvencia je

ic/ i = jRC

Aplikácie rezonančných RLC obvodov

Rezonančné RLC obvody majú veľa aplikácií ako

  • Obvod oscilátora , Na ladenie sa používajú rozhlasové prijímače a televízne prijímače.
  • Sériový a RLC obvod zahŕňa hlavne spracovanie signálu a komunikačný systém
  • Sériový rezonančný LC obvod sa používa na zabezpečenie zväčšenia napätia
  • Pri indukčnom ohreve sa používajú sériové a paralelné LC okruhy

Tento článok poskytuje informácie o obvodoch RLC, sériových a paralelných obvodoch RLC, faktore Q a aplikáciách rezonančných RLC obvodov. Dúfam, že uvedené informácie v článku pomôžu pri poskytovaní dobrých informácií a porozumeniu projektu. Ďalej, ak máte akékoľvek otázky týkajúce sa tohto článku alebo na webe elektrické a elektronické projekty môžete komentovať v nasledujúcej sekcii. Tu je vaša otázka, v paralelnom obvode RLC, ktorá hodnota sa môže vždy použiť ako vektorová referencia?

Fotografické úvery: