L- ja C-elementidega vooluahelatel on oma sagedusomaduste tõttu (nagu sagedus Vs, vool, pinge ja takistus), millel võivad olla teatud sagedustel olulised miinimum- või maksimumväärtused. Nende vooluahelate rakendused hõlmavad peamiselt saatjaid, raadiovastuvõtjaid ja televisioonivastuvõtjaid. Mõelge LC-ahelale, milles kondensaatorid ja induktiivpoolid on ühendatud toiteallikaga järjestikku ning vooluahela ühendusel on ainulaadne resonantskarakteristik täpsel sagedusel, mida nimetatakse resonantssageduseks. Selles artiklis käsitletakse, mis on LC-ahel ning lihtsate järjestikuste ja paralleelsete LC-ahelate harmoonilist tööd.
Mis on LC-ahel?
LC-ahel, tuntud ka kui energiasalvestusahel, häälestusahel või resonantsahel, on ahel, mis koosneb induktiivpoolist, mis on integreeritud kondensaatorisse, mida tähistab täht "C" ja mis on omavahel ühendatud tähega "L". Neid ahelaid kasutatakse kindla sagedusega signaalide genereerimiseks või signaalide vastuvõtmiseks kindla sagedusega liitsignaalidest. LC-ahel on põhiline elektrooniline komponent mitmesugustes elektroonikaseadmetes, eriti traadita seadmetes, nagu tuunerid, filtrid, mikserid ja ostsillaatorid. LC-ahela põhifunktsioon on tavaliselt võnkumine minimaalse summutusega.
Seeria LC-ahela resonants
Aastal aseeria resonantsLC-ahela konfiguratsioon, kondensaator "C" ja induktiivpool "L" on mõlemad järjestikku ühendatud, nagu on näidatud järgmises vooluringis. Kondensaatori ja induktiivpooli pingete summa on avatud ahela klemmide kogupingete summa. LC-ahela + Ve klemmi vool on võrdne induktiivpooli (L) ja kondensaatori (C) läbiva vooluga v=v L+v C, i=i L=i C
Kui "XL" indutseeritud reaktantsi amplituud suureneb, suureneb ka sagedus. Samamoodi, kui kondensaatori "XC" reaktantsi väärtus väheneb, väheneb ka sagedus.
Seeria LC-ahela resonants
Teatud sagedusel on kahel reaktantsil XL ja XC sama suurusjärk, kuid vastupidised märgid, seetõttu nimetatakse seda sagedust resonantssageduseks, mida esindab LC-ahel.
Seetõttu resonantsis
X L = -X C
ωL= 1 /ωC
ω=ω0= 1 /√LC
Seda nimetatakse ahela resonantsnurksageduseks. Teisendage nurksagedus sageduseks järgmise valemi abil
f0 =ω0/2π√LC
Aastal aseeria resonantsLC-ahela konfiguratsioon, kaks resonantsi XC ja XL tühistavad üksteist. Praktilistes, mitte ideaalsetes komponentides on voolu vool tavaliselt vastupidine pooli mähise takistusele. Seetõttu on vooluahelasse antav vool resonantsi ajal maksimaalne.
Vastuvõtuahela definitsioon on selline, et kui In Lt f ja f0 on maksimaalsed, on ahela takistus minimaalne.
Sest f
Sest f
Paralleelne LC-ahela resonants
Paralleelse LC-ahela konfiguratsioonis on kondensaator "C" ja induktiivpool "L" ühendatud paralleelselt, nagu on näidatud järgmisel joonisel. Kondensaatori ja induktiivpooli pingete summa on avatud ahela klemmide kogupingete summa. LC-ahela + Ve klemmi vool on võrdne induktiivpooli (L) ja kondensaatorit (C) läbiva vooluga.
v = v L = v C
I=IL +IC
Olgu mähise sisetakistus "R". Kui ilmnevad kaks resonantsi XC ja XL, on reaktiivharu voolud samad ja vastupidised, nii et need tühistavad üksteist, et tagada võtmejuhtmele minimaalne vool. Kui koguvool on selles olekus minimeeritud, maksimeeritakse kogutakistus ja resonantssagedus saadakse järgmise võrrandiga
f0 =ω0/2π= 1 /2π√LC
Pange tähele, et resonantsi ajal ei ole ühegi reaktiivse haru vool minimaalne. Kuid iga reaktiivharu vool antakse eraldi, eraldades reaktiivpinge "V" reaktiivpingest "Z".
Paralleelne LC-ahela resonants
Seetõttu on Ohmi seaduse kohaselt I=V/Z
Supressori vooluringi saab määratleda järgmiselt: kui liini vool on miinimumis ja kogutakistus on maksimumis f0 juures, on vooluahel induktiivne alla f0 ja mahtuvuslik üle f0.