Hướng dẫn về hoạt động và ứng dụng của mạch RLC cộng hưởng

Mạch RLC là mạch điện bao gồm điện trở, cuộn cảm và tụ điện, chúng được biểu diễn bằng các chữ cái R, L và C.Mạch RLC cộng hưởng được mắc nối tiếp và song song. Tên mạch RLC bắt nguồn từ chữ cái bắt đầu từ các thành phần của điện trở, cuộn cảm và tụ điện. Với mục đích dòng điện tạo thành một dao động điều hòa. Sử dụng Mạch LC nó từ cộng hưởng. Nếu điện trở tăng, nó phân hủy các dao động mà nó được gọi là tắt dần. Rất khó tìm thấy một số điện trở trong thời gian thực, ngay cả sau khi điện trở không được xác định là thành phần, nó được giải quyết bằng mạch LC.

Mạch RLC cộng hưởng

Trong khi xử lý cộng hưởng, nó là một thành phần phức tạp và nó có rất nhiều điểm khác biệt. Trở kháng z và mạch của nó được xác định là

Z = R + JX

Trong đó R là điện trở, J là đơn vị ảo và X là điện kháng.

Có một xung ký giữa R và JX. Đơn vị tưởng tượng là lực cản bên ngoài. Năng lượng dự trữ là các thành phần của tụ điện và cuộn cảm. Các tụ điện được lưu trữ trong trường điện và cuộn cảm được lưu trữ trong trường cường độ.

VỚI_C= 1 / jωc

= -J / ωc

VỚI_L= jωL

Từ phương trình Z = R + JK, chúng ta có thể xác định các điện kháng là

X_C= -1 / ωc

X_{L =}ωL

Giá trị tuyệt đối của điện kháng cuộn cảm và điện tích tụ điện với tần số như hình vẽ bên.

Hệ số Q

Chữ viết tắt của Q được định nghĩa là chất lượng và nó còn được gọi là hệ số chất lượng. Yếu tố chất lượng mô tả bộ cộng hưởng được giảm ẩm. Nếu bộ cộng hưởng giảm độ ẩm làm tăng hệ số chất lượng giảm. Mạch cộng hưởng điện giảm dần tạo ra sự mất mát năng lượng trong các thành phần điện trở. Biểu thức toán học của yếu tố Q được định nghĩa là

Q ( ω ) = năng lượng điện tối đa được lưu trữ / mất điện

Hệ số q phụ thuộc vào tần số mà nó thường được trích dẫn nhất cho tần số cộng hưởng và năng lượng tối đa được lưu trữ trong tụ điện và trong cuộn cảm có thể tính toán tần số cộng hưởng được lưu trữ trong mạch cộng hưởng. Các phương trình liên quan là

Năng lượng tối đa được lưu trữ = LI^hai_Lrms= C V^hai_Crms

ILrms được ký hiệu là dòng điện RMS qua cuộn cảm. Nó bằng tổng dòng điện RMS tạo thành trong mạch ở đoạn mạch nối tiếp và trong đoạn mạch song song nó không bằng nhau. Tương tự, trong VCrms là điện áp trên tụ điện, nó được hiển thị trong mạch song song và nó bằng điện áp cung cấp rms nhưng trong nối tiếp, mạch được thỏa thuận bởi một bộ chia điện thế. Do đó, mạch nối tiếp đơn giản để tính toán năng lượng lớn nhất được lưu trữ thông qua bộ chỉ thị và trong các mạch song song được coi là thông qua một tụ điện.

Công suất thực suy giảm trong điện trở

P = V_RrmsTôi_Rrms= Tôi^hai_RrmsR = V^hai_Rrms/ R

Cách đơn giản nhất để tìm đoạn mạch RLC nối tiếp

Q^(S)_ω0= ω₀ Tôi^hai_rmsL/ I^hai_rmsR = ω₀L / R

Đoạn mạch song song là coi hiệu điện thế

Q^(P)_ω0= ω₀RCV^hai_Crms/ V^hai_Crms= ω₀CR

Dòng RLC mạch

Đoạn mạch RLC nối tiếp gồm dung kháng, cuộn cảm và tụ điện mắc nối tiếp thành đoạn mạch RLC nối tiếp. Sơ đồ dưới đây cho thấy mạch RLC nối tiếp. Trong mạch này tụ điện và cuộn cảm sẽ kết hợp với nhau và tăng tần số. Nếu chúng ta có thể kết nối lại Xcis là một âm, thì rõ ràng XL + XC phải bằng 0 đối với tần số cụ thể này XL = -XCác thành phần cản trở của tưởng tượng triệt tiêu lẫn nhau. Ở tần số chuyển động này, tổng trở của mạch có độ lớn nhỏ và góc pha bằng không, nó được gọi là tần số cộng hưởng của mạch.

Dòng RLC mạch

X_L+ X_C= 0

X_L= - X_C= ω₀L = 1 / ω₀C = 1 / LC

ω_{0 =√1 / LC}ω₀

= 2Π f ₀

Mạch RLC tùy ý

Chúng ta có thể quan sát các hiệu ứng cộng hưởng bằng cách xem xét điện áp trên các thành phần điện trở với điện áp đầu vào để làm ví dụ mà chúng ta có thể xem xét đối với tụ điện.

VC / V = ​​1/1-ω^haiLC + j ωRC

Đối với các giá trị của R, L và C, tỷ số được vẽ đồ thị so với tần số góc và hình vẽ cho thấy các đặc tính của khuếch đại. Tần số cộng hưởng

VC / V- 1 / j ω₀RC

VC / V- j ω₀L / R

Chúng ta có thể thấy rằng vì đây là một mạch dương nên tổng công suất tiêu hao là không đổi

Mạch RLC song song

Trong đoạn mạch RLC song song, điện trở, cuộn cảm và tụ điện của linh kiện được mắc song song. Đoạn mạch RLC cộng hưởng là đoạn mạch nối tiếp kép ở vai trò trao đổi điện áp và cường độ dòng điện. Do đó mạch có độ lợi dòng điện hơn là trở kháng và độ lợi điện áp là cực đại ở tần số cộng hưởng hoặc cực tiểu. Tổng trở của mạch được cho là

Mạch RLC song song

= R ‖ Z_L‖ VỚI_C

= R / 1- JR (1 / X_C+ 1 / X_L)

= R / 1+ JR (ωc - 1 / ωL)

Khi nào X_C = - X_L Các đỉnh cộng hưởng lại một lần nữa xuất hiện và do đó tần số cộng hưởng có cùng mối quan hệ.

ω_{0 =√1 / LC}

Để tính toán độ lợi hiện tại bằng cách tìm dòng điện trong mỗi nhánh, khi đó độ lợi của tụ điện được đưa ra là

Tôi_c/ i = jωRC / 1+ jR (ωc - 1 / ωL)

Cường độ dòng điện được thể hiện trong hình và tần số cộng hưởng là

Tôi_c/ i = jRC

Các ứng dụng của mạch RLC cộng hưởng

Các mạch RLC cộng hưởng có nhiều ứng dụng như

• Mạch dao động , máy thu thanh, và máy thu hình được sử dụng cho mục đích điều chỉnh.
• Chuỗi và mạch RLC chủ yếu liên quan đến xử lý tín hiệu và hệ thống thông tin liên lạc
• Mạch LC cộng hưởng Dòng được sử dụng để cung cấp độ phóng đại điện áp
• Mạch LC nối tiếp và song song được sử dụng trong đốt nóng cảm ứng

Bài viết này cung cấp thông tin về mạch RLC, mạch RLC nối tiếp và song song, hệ số Q và ứng dụng của mạch RLC cộng hưởng. Tôi hy vọng thông tin được đưa ra trong bài viết là hữu ích để cung cấp cho một số thông tin tốt và hiểu biết về dự án. Ngoài ra, nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào liên quan đến bài viết này hoặc về dự án điện và điện tử bạn có thể bình luận trong phần dưới đây. Đây là một câu hỏi dành cho bạn, trong mạch RLC song song, giá trị nào có thể luôn được sử dụng làm tham chiếu vectơ?

Tín ảnh:

• Dòng RLC mạch sarutech
• Mạch RLC song song wikimedia