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Circuito resonante en serie
En un circuito de CA con componentes de resistencia R, inductor L y condensador C, el voltaje en ambos extremos del circuito generalmente es diferente en fase de la corriente en él. Si se ajustan los parámetros o la frecuencia de alimentación de los componentes del circuito (L o C), se puede hacer que tengan la misma fase y todo el circuito parece puramente resistivo. Cuando un circuito alcanza este estado, se llama resonancia. En el estado resonante, la impedancia total del circuito alcanza o se aproxima a su valor máximo. Hay dos tipos de conexiones de circuitos:resonancia en seriey resonancia paralela. La ciencia y la tecnología aplicada deben utilizar plenamente las características de la resonancia y al mismo tiempo prevenir el daño que puede causar.
Características del circuito resonante en serie:
a. La impedancia del circuito Z es la resistencia más pequeña y pura, y Z=R
b. La corriente I en el circuito alcanza su valor máximo y es igual a la tensión de alimentación.
La corriente que se produce cuando un circuito sufre una resonancia en serie se llama corriente de resonancia, representada por Io. Cuando el voltaje de la fuente de alimentación es constante:
Se puede determinar si se ha producido resonancia en serie en función de si la corriente del circuito en serie RLC ha alcanzado su máximo.
do. El voltaje en L y C es igual en magnitud, de dirección opuesta y se cancelan entre sí.
Por lo tanto, la resonancia en serie, también conocida como resonancia de voltaje, tiene una impedancia equivalente a 0 en ambos extremos del inductor y del capacitor durante la resonancia, lo que equivale a un cortocircuito.
d. El voltaje en la resistencia es igual al voltaje de la fuente de alimentación y alcanza su valor máximo.
mi. Fuerza
Potencia activa: La potencia generada por la fuente de alimentación y la potencia consumida por la resistencia del circuito, con la potencia máxima
Potencia reactiva: Durante la resonancia, el circuito no absorbe potencia reactiva del exterior. Pero hay un intercambio periódico de energía del campo magnético y energía del campo eléctrico entre la inductancia y la capacitancia dentro del circuito.
Simulación de circuito resonante en serie.
En un circuito en serie compuesto por resistencias, inductores y condensadores, cuando la reactancia capacitiva XC es igual a la reactancia inductiva XL, es decir, XC=XL, la fase del voltaje U y la corriente I en el circuito son iguales y el circuito exhibe un comportamiento resistivo puro. Este fenómeno se llama resonancia en serie. Cuando se produce una resonancia en serie en un circuito, la impedancia del circuito Z=√ R ^ 2+(XC-XL) ^ 2=R, la impedancia total en el circuito se minimiza y la corriente alcanzará su valor máximo.
1. Cree un circuito resonante en serie. Seleccione una fuente de voltaje, una resistencia, un capacitor y un inductor de la biblioteca de componentes para formar un circuito resonante en serie. Elija el medidor de características de frecuencia XBP1 y conecte su terminal de entrada a la fuente de alimentación y su terminal de salida a la carga.
2. Características de frecuencia de fase de un circuito resonante en serie: haga clic en el botón Fase en el grupo de opciones Modo para obtener las características de frecuencia de fase del circuito.
3. De las características de frecuencia de fase del circuito resonante en serie, se puede ver que el circuito está dividido por la frecuencia resonante f0. Cuando la frecuencia de la señal es inferior a f0, la fase adelanta; Cuando la frecuencia de la señal es superior a f0, hay un desfase. Porque cuando la frecuencia de la señal es inferior a f0, todo el circuito es capacitivo y la fase actual (fase de voltaje en la resistencia de carga) adelanta la fase de voltaje (fuente de alimentación externa); Cuando la frecuencia de la señal es superior a f0, todo el circuito se vuelve inductivo y la fase actual (fase de voltaje en la resistencia de carga) va por detrás de la fase de voltaje (fuente de alimentación externa). Los resultados de la simulación son consistentes con el análisis teórico.
4. La relación entre el valor del factor de calidad Q de un circuito resonante en serie y la selectividad del circuito: mientras se mantiene constante la frecuencia resonante en serie, es decir, L y C, cambiar los parámetros de los componentes puede cambiar el valor del factor de calidad Q del circuito. En el circuito, R=1 k Ω, L=1 H,C=1 μF, si se seleccionan Q=[1RLC=1,] y capacitancia C1=1 μ F, inductancia L1=1 H y resistencia R1=100 Ω, entonces Q=[1RLC=10,]. Para circuitos resonantes de la serie RLC, diferentes valores de Q corresponden a diferentes curvas características de frecuencia de amplitud. Cuanto mayor sea el valor Q, más nítida será la curva característica de frecuencia de amplitud correspondiente y mejor será la selectividad del circuito. Si se utiliza un circuito de selección en serie como circuito de detección de radio, su sensibilidad es mayor y su capacidad antiinterferencias es menor; Cuanto menor es el valor Q, más contundente es la curva característica de frecuencia de amplitud correspondiente y se deteriora la selectividad del circuito. Si se utiliza como circuito de detección de radio, su sensibilidad disminuye, pero se mejorará su capacidad antiinterferente. Por lo tanto, el valor Q del circuito resonante en serie debe seleccionarse de acuerdo con la situación de aplicación específica.