U AC krugovima koji sadrže otpornike, induktore i kondenzatore, napon i struja na oba kraja kruga općenito su različite faze. Ako su parametri strujnog kruga ili frekvencija napajanja podešeni tako da struja bude u fazi s naponom napajanja, krug postaje otporan, a radno stanje kruga naziva se rezonancijom.
Fenomen rezonancije je specifičan fenomen u sinusoidnim AC krugovima. Široko se koristi u elektroničkom i komunikacijskom inženjerstvu. Ali u elektroenergetskom sustavu rezonancija može poremetiti normalan rad sustava.
Rezonancija se općenito dijeli naserijska rezonancija (također poznata kao rezonancija promjenjive frekvencije)i paralelna rezonancija. Kao što naziv sugerira, serijska rezonancija odnosi se na rezonanciju koja se javlja u serijskom krugu, dok se paralelna rezonancija odnosi na rezonanciju koja se javlja u paralelnom krugu.
U serijskom krugu sastavljenom od otpornika, induktora i kondenzatora. Kada je kapacitivna reaktancija XC jednaka induktivnoj reaktanciji XL, odnosno XC=XL. Faza napona U i struje I u krugu je ista, a krug pokazuje čisto otporno ponašanje, što se naziva serijska rezonancija. Kada se u krugu pojavi serijska rezonancija, ukupna impedancija je minimizirana i struja će doseći svoju maksimalnu vrijednost.
Uvjeti za pojavu serijske rezonancije
Da bi došlo do rezonancije u serijskom krugu, moraju biti zadovoljeni određeni uvjeti.
Karakteristike serijskog rezonantnog kruga
Kada je ukupna vrijednost impedancije najmanja, a napon napajanja konstantan, struja je najveća i krug je otporan. Napon na kondenzatoru ili induktoru može biti viši od napona napajanja.
Promjene energije u krugu tijekom serijske rezonancije
Q koji apsorbira krug u izvor napajanja je 0. Tijekom rezonancije dolazi do izmjene energije između električnog i magnetskog polja unutar kruga, a izvor napajanja daje energiju samo za R.
Visoki napon može oštetiti opremu, au sustavima napajanja treba izbjegavati serijsku rezonanciju, koja se široko koristi u radiotehnici.
Primjena serijskog rezonantnog kruga
Korištenje serijske rezonancije za generiranje visokofrekventnog napona snage, primijenjeno u tehnologiji visokog napona, za provođenje testova otpornog napona na energetskoj opremi kao što su transformatori. Najučinkovitija i najizravnija metoda za ispitivanje izolacijske čvrstoće električne opreme je učinkovito otkrivanje opasnih koncentriranih nedostataka u opremi.
U radijima se serijski rezonantni krugovi često koriste za odabir radio signala, proces koji se naziva ugađanje. Sljedeći dijagram prikazuje njegov tipični krug.
Kada različiti radiovalovi različitih frekvencija generiraju električne signale različitih frekvencija na anteni, oni se induciraju kroz zavojnicu 1L do zavojnice 2L. Ako titrajni krug rezonira s određenom frekvencijom signala, struja signala u krugu je najveća, a na oba kraja kondenzatora stvara se napon CU veći od Q puta napona ovog signala. Za druge signale različitih frekvencija, jer ne dolazi do rezonancije, struja u krugu je vrlo mala, što se potiskuje u krugu. Stoga se kondenzator C može promijeniti kako bi se promijenila rezonantna frekvencija kruga za odabir željenog radio signala.