Hvis induktorer og kondensatorer er forbundet i serie til et AC-kredsløb, vil de på hver deres måde virke på den generator, der driver kredsløbet og faseforholdet mellem strøm og spænding.
Induktorer introducerer et faseskift, hvor strømmen får spændingen til at halte med en kvart cyklus, mens kondensatorer får spændingen og strømmen i kredsløbet til at halte med en kvart cyklus. Derfor er effekten af induktans og modstand på faseforskydningen mellem strøm og spænding i et kredsløb modsat af kapacitiv modstand.
Dette fører til, at den samlede faseforskydning mellem strøm og spænding i et kredsløb afhænger af forholdet mellem induktiv modstand og kapacitiv modstand.
Hvis den kapacitive modstandsværdi af et kredsløb er større end den induktive værdi, så er kredsløbet i det væsentlige kapacitivt, hvilket betyder, at spændingen halter efter strømmens fase. Tværtimod, hvis induktansen og modstanden af kredsløbet er større end den kapacitive induktans, er spændingen før strømmen, så kredsløbet er induktivt.
På grund af de modsatte virkninger af disse modstande i kredsløbet, er en af modstandene Xc betegnet som et negativt fortegn, mens den samlede reaktans bestemmes af følgende formel:
Ved at anvende Ohms lov på denne kæde får vi:
Denne formel kan konverteres som følger:
Den effektive værdi af den samlede spændingskomponent i XL-kredsløbet kan overvinde kredsløbets induktans og modstand, mens den effektive værdi af den samlede spændingskomponent i IX C-kredsløbet kan overvinde den kapacitive modstand.
Derfor kan den samlede spænding af et kredsløb, der består af en serieforbindelse af spoler og kondensatorer, betragtes som bestående af to udtryk, hvis værdier afhænger af kredsløbets induktans og kapacitansmodstand.
Vi mener, at dette kredsløb ikke har aktive modstande. Men hvis kredsløbets aktive modstand er meget lille og kan ignoreres, bestemmes kredsløbets samlede modstand af følgende formel:
Hvor R er den samlede aktive modstand af kredsløbet, og XL - XC er dens samlede reaktans. Vi har ret til at skrive formlen for Ohms lov:
Kommunikationsresonans
De induktive og kapacitive modstande forbundet i serie vil resultere i en mindre faseforskydning mellem strøm og spænding i et AC-kredsløb sammenlignet med at være inkluderet separat i kredsløbet.
Med andre ord, på grund af den samtidige virkning af disse to reaktorer med forskellige egenskaber i kredsløbet, sker der kompensation for faseforskydning (gensidig destruktion).
Fuldstændig kompensation, det vil sige når den inducerede modstand er lig med kredsløbet, det vil sige når kapacitansmodstanden af X gennemgår en fuldstændig eliminering af faseforskydningen mellem strømmen og spændingen i dette kredsløb XL=X. Dette er det samme, når ω L=1/ω C.
I dette tilfælde vil kredsløbet opføre sig som en ren aktiv modstand, som om der ikke var nogen spoler eller kondensatorer til stede. Værdien af denne modstand bestemmes af summen af den effektive modstand af spolen og forbindelsesledningen. I dette tilfælde vil den effektive strømværdi i kredsløbet være maksimal og bestemt af formlen I=U/R i Ohms lov, hvor R. nu er sat i stedet for R.
Samtidig bliver proxyspændingen lig mellem spolen Ø L=me XL og kondensatoren Uc=me XC, og vil være så stor som muligt. I det tilfælde, hvor kredsløbets aktive modstand er lille, kan disse spændinger overstige flere gange den samlede spænding U på kredsløbsklemmerne. Dette interessante fænomen kaldesserie resonansi elektroteknik.
På billedet. Figuren viser spændings-, strøm- og effektkurverne for serieresonans i kredsløbet.
Det skal huskes, at impedanserne XL og XC er variable afhængigt af frekvensen af strømmen, og der er i det mindste en lille ændring af deres frekvens, for eksempel vil stigning til XL=ω L stige, og X er C ^=1/ω S vil falde. Derfor ødelægges spændingens resonans straks i kredsløbet, og sammen med den aktive modstand vises reaktans i kredsløbet. Hvis størrelsen af induktansen eller kapacitansen af kredsløbet ændres, vil den samme situation opstå.
Vedserie resonans, strømkildens effekt vil kun blive brugt til at overvinde den aktive modstand af kredsløbet, det vil sige at opvarme lederen.
Faktisk eksisterer der i et kredsløb med en induktor energiresonans, som refererer til den periodiske overgang af energi fra generatoren til spolens magnetiske felt. I kredsløb med kondensatorer sker det samme, men på grund af energien fra kondensatorens elektriske felt. I et kredsløb med kondensatorer og induktorer under serieresonans (XL=XC), overføres energien, der frigives af kredsløbet, periodisk fra spolen til kondensatoren og omvendt. Kun det energiforbrug, der kræves for at overvinde kredsløbets aktive modstand, falder på strømkilden. Derfor, i mangel af en generator, udveksles energi mellem kondensatorer og spoler.
Kun resonansen af prispresset skal overvindes, da energien i spolens magnetfelt bliver ulige med energien i kondensatorens elektriske felt, og der vil være overskydende energi under energiudvekslingen mellem disse magnetfelter, som periodisk vil strømme fra strømkilden til kredsløbet eller tilbage til kredsløbet.
Dette fænomen minder meget om det i en hovedfjeder. Hvis det ikke var for friktionskraften, der hindrer dets bevægelse, kan pendulet give resonans kontinuerligt uden hjælp fra en fjeder (eller urbelastning).
Fjederen informerer pendulet om en del af dets energi på det passende tidspunkt, og hjælper det med at overvinde friktion og sikre kontinuiteten af vibrationer.
Tilsvarende i et kredsløb, når der eksisterer resonans, bruger strømkilden kun energi for at overvinde kredsløbets aktive modstand og derved understøtte resonansprocessen.
Derfor er vores konklusion, at under visse betingelser bliver XL=XC, et AC-kredsløb bestående af en generator og en serieforbundet induktor og kondensator, et resonant system. Denne type kredsløb kaldes et resonanskredsløb.
Ud fra ligningen XL=XC kan vi bestemme frekvensværdien for generatoren, hvorserie resonansforekommer:
Kapacitans- og induktansværdierne for et kredsløb, der opleverserie resonans
Derfor kan ændring af en af disse tre størrelser (f res, L og C) forårsage serieresonans i kredsløbet, hvilket gør det til et resonanskredsløb.