1. แนวคิดหลักและเงื่อนไขการสะท้อน
สาระสำคัญของการสั่นพ้องคือรีแอกแทนซ์แบบเหนี่ยวนำ (Xₗ) และรีแอกแตนซ์แบบคาปาซิทีฟ (X꜀) ในวงจรจะหักล้างกันที่ความถี่เฉพาะ ทำให้วงจรมีพฤติกรรมต้านทานเพียงอย่างเดียว ความถี่เฉพาะนี้คือความถี่เรโซแนนซ์ (f₀) สำหรับวงจรอนุกรมและขนาน คำนวณโดยใช้สูตรเดียวกัน:
ฉ₀=1 / (2π√LC)
ซึ่งหมายความว่าตราบใดที่ค่าของตัวเหนี่ยวนำ (L) และตัวเก็บประจุ (C) ได้รับการแก้ไข ความถี่เรโซแนนซ์ของพวกมันก็จะคงที่
2. ลักษณะของซีรีส์เรโซแนนซ์
A ซีรีย์เรโซแนนซ์วงจรเชื่อมต่อปลายตัวต้านทาน (R) ตัวเหนี่ยวนำ (L) และตัวเก็บประจุ (C) -เพื่อ-ต่ออนุกรมด้วยแหล่งพลังงาน
1) อิมพีแดนซ์และกระแส: ณ โมเมนต์ของเรโซแนนซ์ รีแอคแทนซ์แบบเหนี่ยวนำและแบบคาปาซิทีฟจะมีขนาดเท่ากันแต่อยู่ตรงข้ามกันในเฟส ซึ่งจะตัดกันโดยสิ้นเชิง ความต้านทานรวมของวงจรถึงค่าต่ำสุด ตามทฤษฎีแล้วเท่ากับความต้านทาน R (Z=R) ตามกฎของโอห์ม (I=V / Z) เมื่อแรงดันไฟฟ้าแหล่งกำเนิดคงที่ กระแสรวมในวงจรจะถึงค่าสูงสุด
2)ความสัมพันธ์ของแรงดันไฟฟ้า: นี่เป็นปรากฏการณ์ที่น่าทึ่งที่สุดของการสั่นพ้องแบบอนุกรม แม้ว่าแรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมตัวเหนี่ยวนำ (L) และตัวเก็บประจุ (C) จะหักล้างกัน แต่แรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมส่วนประกอบแต่ละตัวก็ไม่น้อย ที่จริงแล้ว แรงดันไฟฟ้าในแต่ละส่วนประกอบอาจมีขนาดใหญ่กว่าแรงดันไฟฟ้าต้นทางมาก ปัจจัยการขยายคือปัจจัยด้านคุณภาพของวงจร (ค่า Q) ยิ่งค่า Q สูง ผลของการขยายสัญญาณก็จะยิ่งมีนัยสำคัญมากขึ้น ดังนั้นอนุกรมเรโซแนนซ์จึงมักเรียกว่า "เรโซแนนซ์แรงดันไฟฟ้า" หากความต้านทานของวงจรมีขนาดเล็กมาก (ค่า Q สูง) อาจทำให้เกิด "แรงดันไฟฟ้าเกิน" และทำให้อุปกรณ์ในระบบไฟฟ้าเสียหายได้ แต่ในการใช้งานความถี่วิทยุ นี่คือหลักการสำคัญที่ใช้ในการขยายสัญญาณอ่อน
3)เฟส: ที่เรโซแนนซ์ กระแสรวมจะอยู่ในเฟสกับแรงดันไฟฟ้าของแหล่งกำเนิด
3. ลักษณะของการสั่นพ้องแบบขนาน
วงจรเรโซแนนซ์แบบขนานโดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับตัวเหนี่ยวนำ L (ซึ่งโดยปกติจะรวมความต้านทานปรสิต R ไว้ด้วย) และตัวเก็บประจุ C ที่เชื่อมต่อแบบขนานกัน จากนั้นจึงเชื่อมต่อกับแหล่งพลังงาน
1) อิมพีแดนซ์และแรงดันไฟฟ้า: ที่เรโซแนนซ์ กระแสในสาขาอุปนัยและสาขาคาปาซิทีฟมีขนาดเกือบเท่ากัน แต่เกือบจะตรงกันข้ามในเฟส สิ่งนี้จะสร้างกระแสหมุนเวียนขนาดใหญ่ระหว่างกิ่ง L และ C และกระแสเหล่านี้จะชดเชยและ "ยกเลิก" ซึ่งกันและกันอย่างมีประสิทธิภาพจากมุมมองของแหล่งข้อมูลภายนอก ผลที่ได้คือความต้านทานรวมของวงจรเมื่อมองจากขั้วต่ออินพุทถึงค่าสูงสุด หากแหล่งพลังงานให้กระแสคงที่ แรงดันเอาต์พุตทั่ววงจรจะถึงค่าสูงสุด
2) ความสัมพันธ์ปัจจุบัน: สอดคล้องกับเรโซแนนซ์อนุกรม ในการเรโซแนนซ์แบบขนาน กระแสหมุนเวียนระหว่างตัวเหนี่ยวนำ (L) และตัวเก็บประจุ (C) อาจมากกว่ากระแสทั้งหมดที่ดึงมาจากแหล่งพลังงานมาก ปัจจัยการขยายจะคล้ายกับปัจจัยด้านคุณภาพ (ค่า Q) ดังนั้น เสียงสะท้อนแบบขนานจึงมักเรียกว่า "เสียงสะท้อนปัจจุบัน"
3)เฟส: ที่เรโซแนนซ์ แรงดันไฟฟ้ารวมทั่ววงจรจะอยู่ในเฟสกับกระแสจากแหล่งกำเนิด
4. สรุปความแตกต่างหลักและการประยุกต์
คุณสามารถเข้าใจได้อย่างชัดเจนด้วยการเปรียบเทียบเหล่านี้:
ซีรีส์เรโซแนนซ์ก็เหมือนคณะนักร้องประสานเสียง ที่ระดับเสียงที่ถูกต้อง (ความถี่เรโซแนนซ์) เสียงของทุกคน (แรงดันไฟฟ้าที่พาดผ่าน L และ C) ทำงานพร้อมกัน ทำให้เกิดเอฟเฟกต์ที่ดังและชัดเจนที่สุด (กระแสสูงสุด) แต่นักร้องแต่ละคนก็ใช้ความพยายามอย่างมากเป็นรายบุคคล (แรงดันไฟฟ้าในพื้นที่สูง)
Parallel Resonance เปรียบเสมือนวงเวียนจราจร ในช่วงชั่วโมงเร่งด่วน (ความถี่เรโซแนนซ์) ปริมาณการจราจรภายในวงเวียน (กระแสไฟใน L และ C) จะมีขนาดใหญ่มากและไหลเวียนได้อย่างราบรื่น แต่กระแสไฟจราจรบนถนนสายหลักเข้าและออกวงเวียน (กระแสไฟรวม) มีน้อยมาก ทำให้ดูชัดเจนมาก (ความต้านทานสูงมาก)
จากคุณลักษณะที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงเหล่านี้ การใช้งานจึงแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง:
ซีรีส์เรโซแนนซ์ใช้ในสถานการณ์ที่สัญญาณความถี่เฉพาะต้องผ่านได้อย่างง่ายดาย เช่น ใช้ในวงจรปรับคลื่นวิทยุ โดยการปรับตัวเก็บประจุเพื่อเปลี่ยนความถี่เรโซแนนซ์ เฉพาะเมื่อความถี่ของสถานีวิทยุตรงกับความถี่เรโซแนนซ์เท่านั้นที่กระแสไฟฟ้าของวงจรจะเพิ่มขึ้นสูงสุด ดังนั้นจะเป็นการเลือกและขยายสัญญาณของสถานีนั้นในขณะที่ระงับสัญญาณอื่นๆ
เสียงสะท้อนแบบขนานใช้ในสถานการณ์ที่จำเป็นต้องปิดกั้นสัญญาณความถี่เฉพาะอย่างแน่นหนา ตัวอย่างได้แก่ตัวกรอง-แบนด์ (รอยบาก) หรือเครือข่ายที่เลือก-ความถี่ในออสซิลเลเตอร์ ที่เสียงสะท้อน จะมีความต้านทานสูงมากต่อความถี่เป้าหมาย จึงป้องกันไม่ให้สัญญาณความถี่นั้นผ่านได้