คำแนะนำเกี่ยวกับการทำงานและการใช้งานวงจร RLC แบบเรโซแนนซ์

วงจร RLC เป็นวงจรไฟฟ้าที่ประกอบด้วยตัวต้านทานตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุซึ่งแสดงด้วยตัวอักษร R, L และ C วงจรเรโซแนนซ์ RLC เชื่อมต่อแบบอนุกรมและแบบขนาน ชื่อวงจร RLC ได้มาจากตัวอักษรเริ่มต้นจากส่วนประกอบของความต้านทานตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุ สำหรับวัตถุประสงค์ปัจจุบันวงจรจะสร้างออสซิลเลเตอร์ฮาร์มอนิก ใช้ วงจร LC มันมาจากเสียงสะท้อน หากตัวต้านทานเพิ่มขึ้นมันจะสลายตัวของการสั่นที่เรียกว่าการทำให้หมาด ๆ ความต้านทานบางอย่างเป็นเรื่องยากที่จะพบในแบบเรียลไทม์แม้ว่าจะไม่ได้ระบุตัวต้านทานว่าเป็นส่วนประกอบที่วงจร LC แก้ไข

วงจร RLC แบบเรโซแนนซ์

ในขณะที่จัดการกับเสียงสะท้อนนั้นเป็นส่วนประกอบที่ซับซ้อนและมีความคลาดเคลื่อนมาก อิมพีแดนซ์ z และวงจรถูกกำหนดให้เป็น

Z = R + JX

โดยที่ R คือความต้านทาน J คือหน่วยจินตภาพและ X คือปฏิกิริยา

มีสัญญาณพัลส์ระหว่าง R และ JX หน่วยจินตภาพคือความต้านทานภายนอก พลังงานที่เก็บไว้เป็นส่วนประกอบของ ตัวเก็บประจุ และตัวเหนี่ยวนำ ตัวเก็บประจุจะถูกเก็บไว้ในสนามไฟฟ้าและตัวเหนี่ยวนำจะถูกเก็บไว้ในสนามขนาด

ด้วย_ค= 1 / jωc

= -J / ωc

ด้วย_ล= jωL

จากสมการ Z = R + JK เราสามารถกำหนดปฏิกิริยาเป็น

X_ค= -1 / ωc

X_{L =}ωL

ค่าสัมบูรณ์ของปฏิกิริยาของ ตัวเหนี่ยวนำ และประจุตัวเก็บประจุที่มีความถี่ดังแสดงในรูปด้านล่าง

ปัจจัย Q

ตัวย่อของ Q หมายถึงคุณภาพและเรียกอีกอย่างว่าปัจจัยคุณภาพ ปัจจัยด้านคุณภาพอธิบายถึงเรโซเนเตอร์ที่มีการหน่วงต่ำ หากเรโซเนเตอร์ที่มีอุณหภูมิต่ำจะทำให้ปัจจัยด้านคุณภาพลดลง การลดทอนวงจรเรโซเนเตอร์ไฟฟ้าทำให้สูญเสียพลังงานในส่วนประกอบตัวต้านทาน นิพจน์ทางคณิตศาสตร์ของปัจจัย Q ถูกกำหนดให้เป็น

Q ( ω ) = พลังงานไฟฟ้าสูงสุดที่เก็บไว้ / การสูญเสียพลังงาน

ปัจจัย q ขึ้นอยู่กับความถี่ที่มักอ้างถึงความถี่เรโซแนนซ์และพลังงานสูงสุดที่เก็บไว้ในตัวเก็บประจุและในตัวเหนี่ยวนำสามารถคำนวณความถี่เรโซแนนซ์ซึ่งเก็บอยู่ในวงจรเรโซแนนซ์ สมการที่เกี่ยวข้องคือ

พลังงานสูงสุดที่เก็บไว้ = LI^สอง_Lrms= C V^สอง_Crms

ILrms แสดงเป็นกระแส RMS ผ่านตัวเหนี่ยวนำ เท่ากับกระแส RMS ทั้งหมดที่ก่อตัวในวงจรในวงจรอนุกรมและในวงจรขนานจะไม่เท่ากัน ในทำนองเดียวกันใน VCrms คือแรงดันไฟฟ้าคร่อมตัวเก็บประจุซึ่งจะแสดงในวงจรขนานและเท่ากับแรงดันไฟฟ้า rms แต่ในอนุกรมวงจรจะตกลงกันโดยตัวแบ่งที่มีศักยภาพ ดังนั้นวงจรอนุกรมจึงง่ายในการคำนวณพลังงานสูงสุดที่เก็บไว้ผ่านตัวบ่งชี้และในวงจรคู่ขนานจะพิจารณาผ่านตัวเก็บประจุ

กำลังไฟฟ้าที่แท้จริงลดลงในตัวต้านทาน

P = V_Rrmsผม_Rrms= ฉัน^สอง_RrmsR = V^สอง_Rrms/ ร

วิธีที่ง่ายที่สุดในการค้นหาวงจรซีรีส์ RLC

ถาม^(ส)_ω0= ω₀ ผม^สอง_rmsL / I^สอง_rmsR = ω₀L / R

วงจรขนานคือการพิจารณาแรงดันไฟฟ้า

ถาม^(P)_ω0= ω₀RCV^สอง_Crms/ V^สอง_Crms= ω₀CR

ซีรี่ส์ RLC Circuit

วงจรซีรีย์ RLC ประกอบด้วยความต้านทานตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุซึ่งเชื่อมต่อเป็นอนุกรมในวงจรซีรีส์ RLC แผนภาพด้านล่างแสดงวงจรซีรีส์ RLC ในตัวเก็บประจุวงจรนี้และตัวเหนี่ยวนำจะรวมกันและเพิ่มความถี่ หากเราสามารถเชื่อมต่อ Xcis เป็นลบได้อีกครั้งดังนั้นจึงเป็นที่ชัดเจนว่า XL + XC ควรเท่ากับศูนย์สำหรับความถี่เฉพาะ XL = -XCimpedance ส่วนประกอบของจินตภาพจะยกเลิกซึ่งกันและกัน ที่การเคลื่อนที่ของความถี่นี้อิมพีแดนซ์ของวงจรมีขนาดและมุมเฟสต่ำเป็นศูนย์เรียกว่าความถี่เรโซแนนซ์ของวงจร

ซีรี่ส์ RLC Circuit

X_ล+ X_ค= 0

X_ล= - X_ค= ω₀L = 1 / ω₀C = 1 / LC

ω_{0 =√1 / LC}ω₀

= 2Πฉ ₀

วงจร RLC ตามอำเภอใจ

เราสามารถสังเกตผลของการสั่นพ้องได้โดยพิจารณาแรงดันไฟฟ้าของส่วนประกอบตัวต้านทานกับแรงดันไฟฟ้าขาเข้าสำหรับตัวอย่างที่เราสามารถพิจารณาสำหรับตัวเก็บประจุ

VC / V = ​​1/1-ω^สองLC + j ωRC

สำหรับค่า R, L และ C อัตราส่วนจะถูกพล็อตเทียบกับความถี่เชิงมุมและรูปแสดงคุณสมบัติของการขยาย ความถี่เรโซแนนซ์

VC / V- 1 / j ω₀RC

VC / V- j ω₀L / R

เราจะเห็นว่าเนื่องจากนี่เป็นวงจรบวกจำนวนพลังงานทั้งหมดที่กระจายไปจะคงที่

วงจร RLC แบบขนาน

ในวงจร RLC แบบขนานความต้านทานของส่วนประกอบตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุจะเชื่อมต่อแบบขนาน วงจรเรโซแนนซ์ RLC เป็นวงจรอนุกรมคู่ในบทบาทการแลกเปลี่ยนแรงดันและกระแส ดังนั้นวงจรจึงมีอัตราขยายกระแสมากกว่าอิมพีแดนซ์และแรงดันไฟฟ้าที่ได้รับจะเป็นค่าสูงสุดที่ความถี่เรโซแนนซ์หรือลดลง อิมพีแดนซ์รวมของวงจรกำหนดเป็น

วงจร RLC แบบขนาน

= R ‖ Z_ล‖ด้วย_ค

= R / 1- JR (1 / X_ค+ 1 / X_ล)

= R / 1+ JR (ωc - 1 / ωL)

เมื่อไหร่ X_ค = - X_ล จุดสูงสุดของเสียงสะท้อนกลับมาอีกครั้งดังนั้นความถี่เรโซแนนซ์จึงมีความสัมพันธ์เดียวกัน

ω_{0 =√1 / LC}

ในการคำนวณกำไรปัจจุบันโดยดูกระแสในแต่ละแขนจากนั้นจะได้รับค่าตอบแทนของตัวเก็บประจุเป็น

ผม_ค/ i = jωRC / 1+ jR (ωc - 1 / ωL)

อัตราขยายปัจจุบันแสดงในรูปและความถี่เรโซแนนซ์คือ

ผม_ค/ i = jRC

การประยุกต์ใช้วงจร RLC แบบเรโซแนนซ์

วงจร RLC แบบเรโซแนนซ์มีแอพพลิเคชั่นมากมายเช่น

• วงจรออสซิลเลเตอร์ เครื่องรับวิทยุและโทรทัศน์ใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในการปรับแต่ง
• ซีรีส์และวงจร RLC ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการประมวลผลสัญญาณและ ระบบสื่อสาร
• วงจรซีรีส์เรโซแนนซ์ LC ใช้เพื่อขยายแรงดันไฟฟ้า
• ซีรีย์และวงจร LC แบบขนานใช้ในการทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำ

บทความนี้ให้ข้อมูลเกี่ยวกับวงจร RLC ซีรีส์และแนวขนานวงจร RLC ปัจจัย Q และการประยุกต์ใช้วงจร RLC แบบเรโซแนนซ์ ฉันหวังว่าข้อมูลที่ระบุในบทความจะเป็นประโยชน์ในการให้ข้อมูลที่ดีและทำความเข้าใจกับโครงการ นอกจากนี้หากคุณมีข้อสงสัยเกี่ยวกับบทความนี้หรือในไฟล์ โครงการไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ คุณสามารถแสดงความคิดเห็นได้ในส่วนด้านล่าง นี่คือคำถามสำหรับคุณในวงจร RLC แบบขนานค่าใดที่อาจใช้อ้างอิงเวกเตอร์ได้เสมอ

เครดิตภาพ:

• ซีรี่ส์ RLC Circuit Sarutech
• วงจร RLC แบบขนาน วิกิมีเดีย