I AC-kretser som inneholder motstander, induktorer og kondensatorer, er spenningen og strømmen i begge ender av kretsen generelt forskjellige faser. Hvis kretsparametrene eller strømfrekvensen justeres for å gjøre strømmen i fase med strømforsyningsspenningen, blir kretsen resistiv, og arbeidstilstanden til kretsen kalles resonans.
Resonansfenomen er et spesifikt fenomen i sinusformede AC-kretser. Det er mye brukt i elektronisk og kommunikasjonsteknikk. Men i kraftsystemet kan resonans forstyrre den normale driften av systemet.
Resonans er generelt delt inn iserieresonans (også kjent som variabel frekvensresonans)og parallell resonans. Som navnet antyder refererer serieresonans til resonansen som oppstår i en seriekrets, mens parallellresonans refererer til resonansen som oppstår i en parallellkrets.
I en seriekrets som består av motstander, induktorer og kondensatorer. Når den kapasitive reaktansen XC er lik den induktive reaktansen XL, det vil si XC=XL. Fasen til spenning U og strøm I i en krets er den samme, og kretsen viser ren resistiv oppførsel, som kalles serieresonans. Når en serieresonans oppstår i kretsen, minimeres den totale impedansen og strømmen vil nå sin maksimale verdi.
Betingelser for at serieresonans skal oppstå
For at resonans skal oppstå i en seriekrets, må visse betingelser være oppfylt.
Karakteristikk av serieresonanskretser
Når den totale impedansverdien er den minste og strømforsyningsspenningen er konstant, er strømmen høyest, og kretsen er resistiv. Spenningen på kondensatoren eller induktoren kan være høyere enn strømforsyningsspenningen.
Energiendringer i en krets under serieresonans
Q-en som absorberes av kretsen inn i strømforsyningen er 0. Under resonans skjer det energiutveksling mellom de elektriske og magnetiske feltene inne i kretsen, og strømforsyningen gir kun energi til R.
Høy spenning kan skade utstyr, og serieresonans bør unngås i kraftsystemer, som er mye brukt i radioteknikk.
Anvendelse av serieresonanskrets
Bruker serieresonans for å generere høyeffekts frekvensspenning, brukt i høyspenningsteknologi, for å utføre tålespenningstester på kraftutstyr som transformatorer. Den mest effektive og direkte metoden for å teste isolasjonsstyrken til elektrisk utstyr er å effektivt oppdage farlige konsentrerte defekter i utstyret.
I radioer brukes ofte serieresonanskretser for å velge radiosignaler, en prosess som kalles tuning. Følgende diagram viser dens typiske krets.
Når forskjellige radiobølger med forskjellige frekvenser genererer elektriske signaler med forskjellige frekvenser på antennen, induseres de gjennom spole 1L til spole 2L. Hvis oscillasjonskretsen resonerer med en viss signalfrekvens, er strømmen til signalet i kretsen høyest, og en spenning CU høyere enn Q ganger spenningen til dette signalet genereres i begge ender av kondensatoren. For andre signaler med forskjellige frekvenser, fordi resonans ikke oppstår, er strømmen i kretsen veldig liten, som undertrykkes av kretsen. Derfor kan kondensator C endres for å endre resonansfrekvensen til kretsen for å velge ønsket radiosignal.