Kredsløb med L- og C-elementer har særlige karakteristika på grund af deres frekvenskarakteristika (såsom frekvens Vs, strøm, spænding og impedans), som kan have betydelige minimums- eller maksimumværdier ved specifikke frekvenser. Anvendelserne af disse kredsløb involverer hovedsageligt sendere, radiomodtagere og tv-modtagere. Overvej et LC-kredsløb, hvor kondensatorer og induktorer er forbundet i serie på strømforsyningen, og forbindelsen af kredsløbet har en unik karakteristik af resonans ved en præcis frekvens kaldet resonansfrekvensen. Denne artikel diskuterer, hvad et LC-kredsløb er, og den harmoniske drift af simple serie- og parallelle LC-kredsløb.
Hvad er et LC-kredsløb?
LC-kredsløb, også kendt som energilagringskredsløb, tuningkredsløb eller resonanskredsløb, er et kredsløb, der består af en induktor indlejret i en kondensator repræsenteret af bogstavet "C" og forbundet med bogstavet "L". Disse kredsløb bruges til at generere signaler med specifikke frekvenser eller modtage signaler fra sammensatte signaler med specifikke frekvenser. LC-kredsløb er en grundlæggende elektronisk komponent i forskellige elektroniske enheder, især i trådløse enheder som tunere, filtre, mixere og oscillatorer. Hovedfunktionen af LC-kredsløb er normalt at oscillere med minimal dæmpning.
Serie LC-kredsløbsresonans
I enserie resonansLC-kredsløbskonfiguration, kondensator "C" og induktor "L" er begge forbundet i serie, som vist i det følgende kredsløb. Summen af spændingerne over kondensatoren og induktoren er summen af de samlede spændinger over de åbne kredsløbsterminaler. Strømmen i LC-kredsløbet+Ve-terminalen er lig med strømmen gennem induktoren (L) og kondensatoren (C) v=v L+v C, i=i L=i C
Når amplituden af den "XL"-inducerede reaktans stiger, stiger frekvensen også. På samme måde, når reaktansværdien af "XC"-kondensatoren falder, falder frekvensen også.
Serie LC-kredsløbsresonans
Ved en bestemt frekvens har to reaktanser XL og XC samme størrelse, men modsatte fortegn, derfor kaldes denne frekvens resonansfrekvensen, repræsenteret af et LC-kredsløb.
Derfor i resonans
X L = -X C
ωL= 1 /ωC
ω=ω0= 1 /√LC
Dette kaldes kredsløbets resonansvinkelfrekvens. Konverter vinkelfrekvens til frekvens ved hjælp af følgende formel
f0 =ω0/2π√LC
I enserie resonansLC-kredsløbskonfiguration, de to resonanser XC og XL ophæver hinanden. I praktiske snarere end ideelle komponenter er strømstrømmen normalt modsat spoleviklingens modstand. Derfor er den strøm, der leveres til kredsløbet, maksimal under resonans.
Definitionen af et modtagekredsløb er, at når In Lt f og f0 er maksimale, er kredsløbets impedans minimum.
For f
For f
Parallel LC-kredsløbsresonans
I en parallel LC-kredsløbskonfiguration er kondensator "C" og induktor "L" forbundet parallelt, som vist i den følgende figur. Summen af spændingerne over kondensatoren og induktoren er summen af de samlede spændinger over de åbne kredsløbsterminaler. Strømmen i LC-kredsløbet+Ve-terminalen er lig med strømmen, der passerer gennem induktoren (L) og kondensatoren (C)
v = v L = v C
I=IL +IC
Lad spolens indre modstand være "R". Når der opstår to resonanser XC og XL, er de reaktive grenstrømme de samme og modsatte, så de udligner hinanden for at give den minimale strøm på nøgletråden. Når den totale strøm er minimeret i denne tilstand, er den totale impedans maksimeret, og resonansfrekvensen er givet ved følgende ligning
f0 =ω0/2π= 1 /2π√LC
Bemærk, at under resonans er strømmen af enhver reaktiv gren ikke minimum. Men strømmen af hver reaktiv gren gives separat ved at adskille den reaktive spænding "V" fra den reaktive spænding "Z".
Parallel LC-kredsløbsresonans
Derfor, ifølge Ohms lov, I=V/Z
Undertrykkerkredsløbet kan defineres som: når linjestrømmen er på sit minimum, og den totale impedans er på sit maksimum ved f0, er kredsløbet induktivt under f0 og kapacitivt over f0.