Was passiert konzeptionell mit RLC-Schaltkreisen bei Resonanzfrequenz?

Was passiert wann

Eine Serien-RLC-Schaltung hat eine Impedanz von:

$R + j\omega L +\dfrac{1}{j\omega C}$

Zu wissen, dass "j" im Nenner dasselbe ist wie "-j" im Zähler, bedeutet, dass es eine Frequenz gibt, bei der sich die induktiven und kapazitiven Reaktanzen vollständig aufheben, und dies bedeutet, dass die einzige verbleibende Komponente der Widerstand R ist.

Dies tritt auf, wenn $j\omega L = -\dfrac{1}{j\omega C}$

Oder $\omega^2 = \dfrac{1}{LC}$ oder $\omega = \dfrac{1}{\sqrt{LC}}$

Na und?

Es ist eine wirklich große Sache, wenn Sie nur ein kleines Frequenzband filtern möchten, ohne den Rest zu beachten. In einfachen Worten, bei Resonanz lässt eine Serien-RLC-Schaltung ein kleines Frequenzband durch und dämpft nach und nach Frequenzen, die nicht im "Durchlassbereich" liegen.

Und warum ist es wichtig?

Es ist eine große Sache für Funkempfänger und -sender, also wirklich sehr, sehr wichtig.

Wenn Sie eine parallele RLC-Schaltung analysieren, hat sie dieselben Formeln und kann je nach Schaltungskonfiguration fast dieselbe Leistung wie eine Serien-RLC-Schaltung erbringen. Das "R" in einer Parallelschaltung ist eine andere Art, Verluste auszudrücken, und es funktioniert umgekehrt zu dem "R" in einer Serien-RLC-Schaltung.

Resonanz kann auch schlimme Dinge bewirken - wenn sie nicht gesteuert wird, kann sie Spannungen erzeugen, die zum Ausfall von Halbleiterbauelementen führen - Spannungsregler sind ein Gerät, das in den Sinn kommt.

Haben Sie gesehen, wie das Video dieser Hängebrücke hin und her schaukelte und dann zusammenbrach - das war unkontrollierte Resonanz und mechanisch hat es praktisch die gleiche Formel - es ist ein Filter zweiter Ordnung.

Zunächst ein Vorwort.

Wenn eine sinusförmige Quelle eine reine Widerstandslast ansteuert, liefert die Quelle Strom an den Widerstand, der Widerstand liefert niemals Strom an die Quelle.

Bei einer reinen Blindlast liefert die Quelle jedoch abwechselnd Strom von der Last und empfängt ihn dann zurück. Die Blindlast speichert die Hälfte der Zeit Energie von der Quelle und "gibt sie dann während der anderen Hälfte zurück".

Wenn die Last eine RLC-Schaltung ist, ist die Last bei den meisten Frequenzen teils ohmsch und teils reaktiv (entweder induktiv oder kapazitiv, je nachdem, ob mit einer Frequenz gefahren wird, die über oder unter der Resonanzfrequenz liegt).

Um Ihre Frage zu beantworten: " Was passiert konzeptionell mit RLC-Schaltkreisen bei Resonanzfrequenz? "

Wenn die RLC-Schaltung mit der Resonanzfrequenz angesteuert wird, erscheint sie als reiner Widerstand, so dass die Last niemals Strom an die Quelle zurückgibt, sondern die gesamte Leistung an die Last abgegeben wird.

Dies ist insbesondere in HF-Schaltkreisen und auch in anderen Bereichen wichtig.

Konzeptionell erhalten Sie eine minimale Impedanz und damit einen maximalen Strom