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Résonance du circuit
Le phénomène selon lequel un circuit linéaire invariant dans le temps, passif (c’est-à-dire un circuit dépourvu de source d’alimentation indépendante) contenant une bobine inductive et un condensateur présente des propriétés de résistance pure lorsqu’il est soumis à une résonance série externe à une fréquence spécifique. Cette fréquence spécifique constitue la fréquence de résonance du circuit. Un circuit dont l’état de fonctionnement principal est la résonance est appelé circuit résonant. Les équipements sans fil utilisent des circuits oscillants pour accomplir des fonctions telles que le réglage et le filtrage. Le système électrique doit éviter la résonance afin de prévenir les surintensités et les surtensions.
Il existe des résonances linéaires, non linéaires et paramétriques dans les circuits. La première désigne la résonance qui se produit dans les circuits passifs linéaires invariants dans le temps, les circuits résonants en série constituant un exemple typique. La résonance non linéaire apparaît dans les circuits contenant des composants non linéaires. Un circuit composé de bobines à noyau de fer et de condensateurs linéaires montés en série (ou en parallèle) (couramment appelé « circuit de résonance ferromagnétique ») peut présenter une résonance non linéaire. Sous excitation sinusoïdale, ce circuit manifeste une résonance fondamentale, une résonance harmonique de rang supérieur, une résonance sous-harmonique, ainsi que des sauts d’amplitude et de phase du courant (ou de la tension). Ces phénomènes sont regroupés sous le terme général de « résonance ferromagnétique ». La résonance paramétrique est celle qui apparaît dans les circuits comportant des composants dont les caractéristiques varient dans le temps. Une résonance paramétrique peut survenir dans un circuit doté d’une charge capacitive connectée à un générateur synchrone à pôles saillants.
Un circuit résonant série est un circuit résonant composé d’une bobine inductive linéaire et invariante dans le temps, associée en série à un condensateur. La résonance engendrée par ce circuit est appelée résonance série, également dénommée résonance de tension. Lorsque la fréquence de la tension appliquée ω est égale à la fréquence de résonance ω
Dans la formule, L est une bobine et C est un condensateur, ce qui provoque la résonance. En plus de modifier ω pour faire résonner le circuit, l’ajustement des valeurs de L et de C peut également permettre d’obtenir la résonance. Le processus énergétique à l’intérieur du circuit pendant la résonance correspond à un échange périodique d’énergie égale entre l’inductance et la capacité. Le comportement du circuit est caractérisé par le facteur de qualité Q.
Q = 1/(Rω₀C)
Plus la valeur de Q est élevée, plus la courbe de résonance est fine et étroite, et meilleure est la sélectivité du circuit. Lorsqu’on prend en compte la résistance interne d’un signal en résonance série, la valeur de Q doit diminuer ; par conséquent, un circuit résonant série ne doit pas être utilisé conjointement avec un signal en résonance série présentant une résistance interne élevée.
Un circuit résonant parallèle est un circuit résonant composé d’une bobine inductive linéaire et invariante dans le temps et d’un condensateur connectés en parallèle. La résonance entre eux est appelée résonance parallèle, également désignée sous le nom de résonance en courant. En utilisant Q pour représenter les performances du circuit
Dans la formule, R est une résistance, L est une bobine, C est un condensateur, ω est la fréquence hors résonance et ω