วงจรที่มีองค์ประกอบ L และ C มีลักษณะพิเศษเนื่องจากลักษณะความถี่ (เช่น ความถี่ Vs กระแส แรงดันไฟฟ้า และอิมพีแดนซ์) ซึ่งอาจมีค่าต่ำสุดหรือสูงสุดที่มีนัยสำคัญที่ความถี่เฉพาะ การใช้งานวงจรเหล่านี้ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับเครื่องส่ง เครื่องรับวิทยุ และเครื่องรับโทรทัศน์ พิจารณาวงจร LC ที่ตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับแหล่งจ่ายไฟ และการเชื่อมต่อของวงจรมีลักษณะเฉพาะของการเรโซแนนซ์ที่ความถี่ที่แม่นยำเรียกว่าความถี่เรโซแนนซ์ บทความนี้จะอธิบายว่าวงจร LC คืออะไร และการทำงานของฮาร์มอนิกของอนุกรมอย่างง่ายและวงจร LC แบบขนาน
วงจร LC คืออะไร?
วงจร LC หรือที่รู้จักกันในชื่อวงจรกักเก็บพลังงาน วงจรจูน หรือวงจรเรโซแนนซ์ เป็นวงจรที่ประกอบด้วยตัวเหนี่ยวนำที่ฝังอยู่ในตัวเก็บประจุที่แสดงด้วยตัวอักษร "C" และเชื่อมต่อเข้าด้วยกันด้วยตัวอักษร "L" วงจรเหล่านี้ใช้เพื่อสร้างสัญญาณความถี่เฉพาะหรือรับสัญญาณจากสัญญาณประกอบความถี่เฉพาะ วงจร LC เป็นส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ขั้นพื้นฐานในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ โดยเฉพาะในอุปกรณ์ไร้สาย เช่น จูนเนอร์ ฟิลเตอร์ มิกเซอร์ และออสซิลเลเตอร์ หน้าที่หลักของวงจร LC คือการแกว่งโดยมีการหน่วงน้อยที่สุด
วงจรเรโซแนนซ์ซีรีส์ LC
ในกซีรีย์เรโซแนนซ์การกำหนดค่าวงจร LC ตัวเก็บประจุ "C" และตัวเหนี่ยวนำ "L" เชื่อมต่อกันแบบอนุกรม ดังแสดงในวงจรต่อไปนี้ ผลรวมของแรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำคือผลรวมของแรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมขั้วต่อวงจรเปิด กระแสในวงจร LC+ขั้ว Ve เท่ากับกระแสที่ไหลผ่านตัวเหนี่ยวนำ (L) และตัวเก็บประจุ (C) v=v L+v C, i=i L=i C
เมื่อแอมพลิจูดของรีแอกแตนซ์เหนี่ยวนำให้เกิด "XL" เพิ่มขึ้น ความถี่ก็จะเพิ่มขึ้นด้วย ในทำนองเดียวกัน เมื่อค่ารีแอกแตนซ์ของตัวเก็บประจุ "XC" ลดลง ความถี่ก็จะลดลงด้วย
วงจรเรโซแนนซ์ซีรีส์ LC
ที่ความถี่เฉพาะ รีแอกแทนซ์ XL และ XC สองตัวจะมีขนาดเท่ากัน แต่มีสัญญาณตรงกันข้าม ดังนั้นความถี่นี้จึงเรียกว่าความถี่เรโซแนนซ์ ซึ่งแสดงโดยวงจร LC
ดังนั้นในการสะท้อน
X L = -X C
ωL= 1 /ωC
ω=ω0= 1 /√LC
สิ่งนี้เรียกว่าความถี่เชิงมุมเรโซแนนซ์ของวงจร แปลงความถี่เชิงมุมเป็นความถี่โดยใช้สูตรต่อไปนี้
ฟ0 =ω0/2π√LC
ในกซีรีย์เรโซแนนซ์การกำหนดค่าวงจร LC, เสียงสะท้อนทั้งสอง XC และ XL จะตัดกัน ในทางปฏิบัติแทนที่จะเป็นส่วนประกอบในอุดมคติ การไหลของกระแสมักจะตรงข้ามกับความต้านทานของขดลวด ดังนั้นกระแสที่จ่ายให้กับวงจรจะเป็นค่าสูงสุดระหว่างการสั่นพ้อง
คำจำกัดความของวงจรรับคือ เมื่อค่าสูงสุดใน Lt f และ f0 ความต้านทานของวงจรจะน้อยที่สุด
สำหรับฉ
สำหรับฉ
เสียงสะท้อนของวงจร LC แบบขนาน
ในการกำหนดค่าวงจร LC แบบขนาน ตัวเก็บประจุ "C" และตัวเหนี่ยวนำ "L" เชื่อมต่อแบบขนาน ดังแสดงในรูปต่อไปนี้ ผลรวมของแรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำคือผลรวมของแรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมขั้วต่อวงจรเปิด กระแสในวงจร LC+ขั้ว Ve เท่ากับกระแสที่ไหลผ่านตัวเหนี่ยวนำ (L) และตัวเก็บประจุ (C)
v = v L = v C
ฉัน=อิล +ไอซี
ให้ความต้านทานภายในของคอยล์เป็น "R" เมื่อเกิดการสั่นพ้องของ XC และ XL สองครั้ง กระแสไฟสาขารีแอกทีฟจะเท่ากันและตรงกันข้าม ดังนั้นกระแสไฟย่อยทั้งสองจะตัดกันเพื่อให้กระแสไฟต่ำสุดบนสายหลัก เมื่อกระแสรวมลดลงในสถานะนี้ อิมพีแดนซ์รวมจะถูกขยายให้สูงสุด และความถี่เรโซแนนซ์จะได้มาจากสมการต่อไปนี้
ฟ0 =ω0/2π= 1 /2π√LC
โปรดทราบว่าในระหว่างการสั่นพ้อง กระแสของสาขาที่เกิดปฏิกิริยาใดๆ จะไม่ใช่ค่าขั้นต่ำ แต่กระแสไฟฟ้าของแต่ละสาขาปฏิกิริยาจะได้รับแยกกันโดยแยกแรงดันไฟฟ้าปฏิกิริยา "V" ออกจากแรงดันไฟฟ้าปฏิกิริยา "Z"
เสียงสะท้อนของวงจร LC แบบขนาน
ดังนั้น ตามกฎของโอห์ม I=V/Z
วงจรซับเพรสเซอร์สามารถกำหนดได้เป็น: เมื่อกระแสไฟในสายอยู่ที่ต่ำสุดและอิมพีแดนซ์รวมอยู่ที่ค่าสูงสุดที่ f0 วงจรจะเป็นอุปนัยต่ำกว่า f0 และเป็นตัวเก็บประจุสูงกว่า f0