Résonance série
Afin d’approfondir la compréhension de chacun concernant la résonance en série, de saisir la signification physique ainsi que les méthodes de mesure du facteur de qualité et de la bande passante d’un circuit, et de maîtriser les méthodes de mesure de la fréquence de résonance, nous aborderons brièvement aujourd’hui les principes et méthodes expérimentaux relatifs à la résonance en série, ainsi que les points auxquels il convient de prêter attention.
Principe de l’essai de résonance en série
Le circuit série RLC est illustré sur la figure, et la modification des paramètres du circuit (L, C) ou de la fréquence de l’alimentation peut provoquer une résonance dans le circuit.
L’impédance de ce circuit est une fonction de la pulsation ω de la puissance : Z = R + j(ωL – 1/ωC). Lorsque ωL – 1/ωC = 0, le courant dans le circuit est en phase avec la tension d’excitation, et le circuit se trouve dans un état de résonance. La fréquence de résonance ne dépend que des valeurs des composants L et C, et est indépendante de la résistance R ainsi que de la pulsation ω de la source d’alimentation d’excitation. Lorsque ω < ω
Méthode d’essai de résonance en série
1. Méthode de mesure de la fréquence de résonance f0 d’un circuit.
Méthode 1 : Maintenir l’amplitude de sortie de la série de signaux à résonance constante, augmenter progressivement la fréquence de la série de signaux à résonance, de faible à élevée, et mesurer la tension UR aux bornes de R. Lorsque la valeur affichée de UR est maximale, la valeur de fréquence lue correspond à la fréquence de résonance f₀ du circuit.
Méthode 2 : En se fondant sur la caractéristique selon laquelle le signal d’entrée et la tension aux bornes de la résistance sont en phase lorsque le circuit entre en résonance, connectez ces deux signaux aux deux voies de l’oscilloscope et configurez l’oscilloscope en mode X-Y. En ajustant la fréquence du signal généré à l’entrée, une ellipse dont les distances entre les foyers varient apparaît sur l’écran de l’oscilloscope. Lorsque cette ellipse se transforme en une droite, le circuit entre en résonance et la fréquence du signal d’entrée correspond à la fréquence de résonance.
2. Mesure et surveillance de la composition de la courbe caractéristique de fréquence
Mesurez le circuit, utilisez un millivoltmètre alternatif pour mesurer la tension et surveillez la sortie de résonance série du signal à l’aide d’un oscilloscope afin de garantir que la tension de sortie US est ≤ 3 V et reste constante. De part et d’autre du point de résonance, prenez successivement 8 points de mesure, en augmentant ou en diminuant la fréquence de 500 Hz à 1 kHz, et mesurez les valeurs de I, UR, UL et UC point par point. Tracez une courbe à partir des données.
3. Mesure du facteur de qualité Q du circuit
Mesurez la tension de sortie US de la résonance en série du signal et la tension aux bornes de l’inductance UL lorsque le circuit entre en résonance, puis calculez le facteur de qualité Q du circuit selon l’équation 7.2.
4. Mesure de la courbe de résonance du courant
En maintenant constante la tension de la résonance série des composants L, C et du signal dans le circuit, la modification de la valeur de R entraînera des valeurs différentes de Q. Mesurez la courbe de résonance du courant pour différentes valeurs de Q.
Précautions à prendre lors de l’essai de résonance en série
1. La sélection des points de fréquence doit inclure plusieurs points situés à proximité de la fréquence de résonance, et le point correspondant à la valeur maximale dans les caractéristiques fréquentielles ne doit pas être omis.
2. Avant d’effectuer les essais de conversion de fréquence, l’amplitude du signal de sortie doit être ajustée (surveillée à l’aide d’un oscilloscope) afin de la maintenir constante. Avant de mesurer les valeurs de UC et de UL, la limite de mesure du millivoltmètre doit être augmentée d’environ 10 fois. Lors de la mesure de UC et de UL, la borne « + » du millivoltmètre doit être connectée au point commun de C et de L, tandis que ses bornes de masse doivent être reliées respectivement aux bornes de masse les plus proches de L et de C.
Grâce à l’essai de résonance en série réalisé par HV Hipot Electric Co., Ltd., nous pouvons conclure que le circuit de résonance en série est une résonance de courant et joue généralement un rôle d’amplification du courant. Il permet d’amplifier les signaux de courant faibles par résonance en série.