Obvody s prvkami L a C majú špeciálne charakteristiky v dôsledku ich frekvenčných charakteristík (ako je frekvencia Vs, prúd, napätie a impedancia), ktoré môžu mať významné minimálne alebo maximálne hodnoty pri špecifických frekvenciách. Aplikácie týchto obvodov zahŕňajú hlavne vysielače, rádiové prijímače a televízne prijímače. Zoberme si LC obvod, v ktorom sú kondenzátory a induktory zapojené do série na napájacom zdroji a zapojenie obvodu má jedinečnú charakteristiku rezonancie na presnej frekvencii nazývanej rezonančná frekvencia. Tento článok pojednáva o tom, čo je LC obvod a o harmonickej prevádzke jednoduchých sériových a paralelných LC obvodov.
Čo je to LC obvod?
LC obvod, tiež známy ako obvod akumulácie energie, ladiaci obvod alebo rezonančný obvod, je obvod pozostávajúci z induktora vloženého do kondenzátora reprezentovaného písmenom "C" a spojeného písmenom "L". Tieto obvody sa používajú na generovanie signálov špecifických frekvencií alebo príjem signálov z kompozitných signálov špecifických frekvencií. LC obvod je základná elektronická súčiastka v rôznych elektronických zariadeniach, najmä v bezdrôtových zariadeniach, ako sú tunery, filtre, mixéry a oscilátory. Hlavnou funkciou LC obvodu je zvyčajne kmitanie s minimálnym tlmením.
Sériová rezonancia LC obvodu
V aséria rezonančnéKonfigurácia LC obvodu, kondenzátor "C" a induktor "L" sú zapojené do série, ako je znázornené na nasledujúcom obvode. Súčet napätí na kondenzátore a induktore je súčtom celkových napätí na svorkách otvoreného obvodu. Prúd v LC obvode+Ve svorke sa rovná prúdu cez tlmivku (L) a kondenzátor (C) v=v L+v C, i=i L=i C
Keď sa zvýši amplitúda "XL" indukovanej reaktancie, zvýši sa aj frekvencia. Podobne, keď sa zníži hodnota reaktancie kondenzátora "XC", zníži sa aj frekvencia.
Sériová rezonancia LC obvodu
Pri určitej frekvencii majú dve reaktancie XL a XC rovnakú veľkosť, ale opačné znamienka, preto sa táto frekvencia nazýva rezonančná frekvencia, ktorú predstavuje LC obvod.
Preto v rezonancii
X L = -X C
ωL= 1 /ωC
ω=ω0= 1 /√LC
Toto sa nazýva rezonančná uhlová frekvencia obvodu. Preveďte uhlovú frekvenciu na frekvenciu pomocou nasledujúceho vzorca
f0 =ω0/2π√LC
V aséria rezonančnéKonfigurácia LC obvodu, dve rezonancie XC a XL sa navzájom rušia. V praktických a nie ideálnych komponentoch je tok prúdu zvyčajne opačný ako odpor vinutia cievky. Preto je prúd dodávaný do obvodu maximálny počas rezonancie.
Definícia prijímacieho obvodu je taká, že keď sú In Lt f a f0 maximálne, impedancia obvodu je minimálna.
Pre f
Pre f
Paralelná rezonancia LC obvodu
V konfigurácii paralelného obvodu LC sú kondenzátor "C" a tlmivka "L" zapojené paralelne, ako je znázornené na nasledujúcom obrázku. Súčet napätí na kondenzátore a induktore je súčtom celkových napätí na svorkách otvoreného obvodu. Prúd v LC obvode + Ve terminál sa rovná prúdu prechádzajúcemu cez induktor (L) a kondenzátor (C)
v = v L = v C
I=IL + IC
Nech je vnútorný odpor cievky "R". Keď nastanú dve rezonancie XC a XL, reaktívne prúdy vetvy sú rovnaké a opačné, takže sa navzájom rušia, aby poskytli minimálny prúd na kľúčovom drôte. Keď je celkový prúd v tomto stave minimalizovaný, celková impedancia je maximalizovaná a rezonančná frekvencia je daná nasledujúcou rovnicou
f0 =ω0/2π= 1 /2π√LC
Všimnite si, že počas rezonancie nie je prúd žiadnej reaktívnej vetvy minimálny. Ale prúd každej jalovej vetvy je daný oddelene oddelením jalového napätia "V" od jalového napätia "Z".
Paralelná rezonancia LC obvodu
Preto podľa Ohmovho zákona I=V/Z
Supresorový obvod možno definovať ako: keď je prúd linky na minime a celková impedancia na maxime pri f0, obvod je indukčný pod f0 a kapacitný nad f0.