Recherche sur les circuits résonants en série ? HV Hipot Electric Co., Ltd. se spécialise dans la fabrication de
Afin d’approfondir la compréhension des conditions et des caractéristiques de la résonance dans un circuit, ainsi que de maîtriser la signification physique et la méthode de mesure du facteur de qualité d’un circuit (valeur Q du circuit), les techniciens de Huatian Power ont mené une série d’études sur les circuits en série et ont obtenu les conclusions expérimentales suivantes.
Explication du principe du circuit résonant série
Dans le circuit série composé de R, L et C représenté à la figure 1, lorsque la fréquence f du signal alternatif sinusoïdal varie, les réactances inductive et capacitive dans le circuit varient également, et le courant dans le circuit varie aussi en fonction de f. En prenant la tension uo aux bornes de la résistance R comme réponse, lorsque l’amplitude de la tension d’entrée ui reste constante, la valeur de UO est mesurée sous l’excitation de signaux sinusoïdaux de différentes fréquences. Ensuite, en prenant f comme axe horizontal et UO/UI comme axe vertical (puisque Ui reste constant, UO peut également être directement utilisé comme axe vertical), on trace une courbe lisse, appelée courbe de réponse en amplitude en fonction de la fréquence, ou encore courbe de résonance, comme illustré à la figure 2.
Caractéristiques du circuit résonant série
(1) Parce que, lors de la résonance en série, Xl = Xc, l’impédance du circuit à la résonance est donc
(2) Lors de la résonance en série, l’impédance est minimale et, lorsque la tension U est constante, le courant est maximal, avec une valeur de
En raison de la résistance pure du circuit, le courant est en phase avec la tension d’alimentation
(3) La tension aux bornes de la résistance est égale à la tension totale. La tension aux bornes de l’inductance et de la capacité est identique, et leur amplitude est Q fois la tension totale, c’est-à-dire
approche
Dans la formule, Q est le facteur de qualité du cristal du circuit résonant série, et sa valeur est
Le facteur de qualité des circuits résonants peut généralement atteindre environ 100. On constate que la tension aux bornes de la bobine et du condensateur est plusieurs fois supérieure à la tension d’alimentation ; la résonance série est donc également appelée résonance en tension. Plus la résistance de la bobine est faible, moins le circuit consomme d’énergie, ce qui indique une bonne qualité du circuit et un facteur de qualité élevé ; si l’inductance L de la bobine est plus grande, davantage d’énergie est emmagasinée, et, pour des pertes constantes, cela indique également une bonne qualité du circuit et un facteur de qualité élevé. Ainsi, dans la technologie électronique, en raison de signaux externes faibles, la résonance série est souvent utilisée afin d’obtenir une tension de même fréquence que la tension du signal, mais plusieurs fois plus élevée.
(4) Pendant la résonance, l’énergie électrique est uniquement fournie à la consommation des résistances du circuit, et il n’y a pas de conversion d’énergie entre les circuits électriques. En revanche, l’énergie magnétique et l’énergie électrique sont converties entre les inductances et les condensateurs.
Circuit résonant série sélectif
Le circuit résonant a la capacité de sélectionner des fréquences.
Les interférences causées par des fréquences indésirables adjacentes sont minimales ; on dit que ce circuit résonant présente une bonne sélectivité, ce qui signifie qu’il possède une forte capacité à sélectionner les signaux.
Si la fréquence ( w ) (ou ( f )) est prise comme variable indépendante et le courant de boucle ( i ) comme sa fonction, la courbe de résonance présentée à la figure 3 peut être tracée sous forme de courbe fonctionnelle. Évidemment, plus la courbe de résonance est raide, meilleure est la sélectivité. Quels sont donc les facteurs qui déterminent la sélectivité des circuits résonants ? Dans le circuit série R-L-C, en supposant que la tension aux bornes soit ( U ) et l’impédance ( |Z| ), alors
L’équation ci-dessus montre la relation fonctionnelle entre le courant I et la pulsation α dans un circuit série R-L-C. Pour un circuit donné, le courant de résonance 0I est une constante. La relation entre le courant et la variation de fréquence dépend du facteur de qualité Q. Nous fournissons plusieurs valeurs différentes de Q, par exemple Q = 10, 50, 100, etc., et réécrivons l’équation ci-dessus sous la forme suivante.