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Circuito ressonante em série
Em um circuito CA com componentes de resistor R, indutor L e capacitor C, a tensão em ambas as extremidades do circuito é geralmente diferente em fase da corrente nele. Se os parâmetros ou a frequência de potência dos componentes do circuito (L ou C) forem ajustados, eles poderão ter a mesma fase e todo o circuito parecerá puramente resistivo. Quando um circuito atinge esse estado, ele é chamado de ressonância. No estado ressonante, a impedância total do circuito atinge ou se aproxima do seu valor máximo. Existem dois tipos de conexões de circuito:ressonância em sériee ressonância paralela. A ciência e a tecnologia aplicada devem utilizar plenamente as características da ressonância, ao mesmo tempo que evitam os danos que esta pode causar.
Características do circuito ressonante em série:
um. A impedância do circuito Z é a menor e pura resistência, e Z=R
b. A corrente I no circuito atinge seu valor máximo e é igual à tensão da fonte de alimentação
A corrente que ocorre quando um circuito sofre ressonância em série é chamada de corrente de ressonância, representada por Io. Quando a tensão da fonte de alimentação é constante:
Pode ser determinado se ocorreu ressonância em série com base no fato de a corrente do circuito em série RLC ter atingido seu máximo.
c. A tensão em L e C é igual em magnitude, oposta em direção e se anula
Portanto, a ressonância em série, também conhecida como ressonância de tensão, tem uma impedância equivalente de 0 em ambas as extremidades do indutor e do capacitor durante a ressonância, o que equivale a um curto-circuito.
d. A tensão no resistor é igual à tensão da fonte de alimentação e atinge seu valor máximo.
e. Poder
Potência ativa: A potência gerada pela fonte de alimentação e a potência consumida pela resistência do circuito, com a potência máxima
Potência reativa: Durante a ressonância, o circuito não absorve potência reativa externa. Mas há uma troca periódica de energia do campo magnético e energia do campo elétrico entre a indutância e a capacitância dentro do circuito.
Simulação de circuito ressonante em série
Em um circuito em série composto por resistores, indutores e capacitores, quando a reatância capacitiva XC é igual à reatância indutiva XL, ou seja, XC=XL, a fase da tensão U e da corrente I no circuito são iguais, e o circuito exibe comportamento resistivo puro. Este fenômeno é chamado de ressonância em série. Quando ocorre uma ressonância em série em um circuito, a impedância do circuito Z=√ R ^ 2+(XC-XL) ^ 2=R, a impedância total no circuito é minimizada e a corrente atingirá seu valor máximo.
1. Crie um circuito ressonante em série. Selecione uma fonte de tensão, resistor, capacitor e indutor da biblioteca de componentes para formar um circuito ressonante em série. Escolha o medidor característico de frequência XBP1 e conecte seu terminal de entrada à fonte de alimentação e o terminal de saída à carga.
2. Características de frequência de fase de um circuito ressonante em série: Clique no botão Fase no grupo de opções Modo para obter as características de frequência de fase do circuito.
3. A partir das características de frequência de fase do circuito ressonante em série, pode-se ver que o circuito é dividido pela frequência ressonante f0. Quando a frequência do sinal é inferior a f0, a fase avança; Quando a frequência do sinal é superior a f0, há um atraso de fase. Porque quando a frequência do sinal é inferior a f0, todo o circuito é capacitivo, e a fase de corrente (fase de tensão no resistor de carga) lidera a fase de tensão (fonte de alimentação externa); Quando a frequência do sinal é superior a f0, todo o circuito se torna indutivo e a fase da corrente (fase de tensão no resistor de carga) fica atrás da fase de tensão (fonte de alimentação externa). Os resultados da simulação são consistentes com a análise teórica.
4. A relação entre o valor do fator de qualidade Q de um circuito ressonante em série e a seletividade do circuito: mantendo a frequência ressonante em série constante, ou seja, L e C, alterar os parâmetros dos componentes pode alterar o valor do fator de qualidade Q do circuito. No circuito, R=1 k Ω, L=1 H,C=1 μF, se Q=[1RLC=1,] e capacitância C1=1 μ F, indutância L1=1 H e resistência R1=100 Ω são selecionados, então Q=[1RLC=10,]. Para circuitos ressonantes da série RLC, diferentes valores de Q correspondem a diferentes curvas características de amplitude e frequência. Quanto maior o valor Q, mais nítida será a curva característica de frequência de amplitude correspondente e melhor será a seletividade do circuito. Se um circuito de seleção em série for usado como circuito de detecção de rádio, sua sensibilidade será maior e sua capacidade anti{19}}interferência será menor; Quanto menor o valor de Q, mais obtusa é a curva característica de frequência de amplitude correspondente e a seletividade do circuito se deteriora. Se usado como circuito de detecção de rádio, sua sensibilidade diminui, mas sua capacidade anti-interferência será melhorada. Portanto, o valor Q do circuito ressonante em série deve ser selecionado de acordo com a situação específica da aplicação.