Resonansi Paralel Sederhana (Sirkuit Tangki)

Resonansi di Sirkuit Tangki

Kondisi resonansi akan dialami dalam rangkaian tangki ketika reaktansi kapasitor dan induktor sama satu sama lain. Karena reaktansi induktif meningkat dengan meningkatnya frekuensi dan reaktansi kapasitif menurun dengan meningkatnya frekuensi, hanya akan ada satu frekuensi di mana kedua reaktansi ini akan sama. Contoh:

Sirkuit resonansi paralel sederhana (sirkuit tangki).

Pada rangkaian di atas, kita memiliki kapasitor 10 F dan induktor 100 mH. Karena kita mengetahui persamaan untuk menentukan reaktansi masing-masing pada frekuensi tertentu, dan kita mencari titik di mana kedua reaktansi sama satu sama lain, kita dapat menetapkan dua rumus reaktansi yang sama satu sama lain dan menyelesaikan frekuensi secara aljabar :

Jadi begitulah:rumus untuk memberi tahu kita frekuensi resonansi dari rangkaian tangki, mengingat nilai induktansi (L) dalam Henrys dan kapasitansi (C) dalam Farads. Dengan memasukkan nilai L dan C dalam rangkaian contoh kita, kita sampai pada frekuensi resonansi 159,155 Hz.

Menghitung Impedansi Individu

Apa yang terjadi pada resonansi cukup menarik. Dengan reaktansi kapasitif dan induktif yang sama satu sama lain, impedansi total meningkat hingga tak terhingga, yang berarti bahwa rangkaian tangki tidak menarik arus dari sumber daya AC!

Kita dapat menghitung impedansi individu dari kapasitor 10 F dan induktor 100 mH dan bekerja melalui rumus impedansi paralel untuk menunjukkan ini secara matematis:

Seperti yang mungkin sudah Anda duga, saya memilih nilai komponen ini untuk memberikan impedansi resonansi yang mudah digunakan (100 genap).

Rumus Impedansi Paralel

Sekarang, kita menggunakan rumus impedansi paralel untuk melihat apa yang terjadi pada total Z:

Plot Simulasi SPICE

Kami tidak dapat membagi angka apa pun dengan nol dan mencapai hasil yang berarti, tetapi kami dapat mengatakan bahwa hasilnya mendekati nilai tak terhingga karena dua impedansi paralel semakin dekat satu sama lain.

Apa artinya ini dalam istilah praktis adalah bahwa, impedansi total dari rangkaian tangki tidak terbatas (berperilaku sebagai sirkuit terbuka ) pada resonansi. Kami dapat merencanakan konsekuensinya pada rentang frekuensi catu daya yang luas dengan simulasi SPICE singkat.

Sirkuit resonansi yang cocok untuk simulasi SPICE.

Resistor 1 pico-ohm (1 pΩ) ditempatkan dalam analisis SPICE ini untuk mengatasi keterbatasan SPICE:yaitu, ia tidak dapat menganalisis rangkaian yang berisi loop sumber tegangan induktor langsung. (Gambar di bawah) Nilai resistansi yang sangat rendah dipilih sehingga memiliki efek minimal pada perilaku rangkaian.

Simulasi SPICE ini memplot arus rangkaian pada rentang frekuensi 100 hingga 200 Hz dalam dua puluh langkah genap (termasuk 100 dan 200 Hz). Magnitudo arus pada grafik meningkat dari kiri ke kanan, sedangkan frekuensi meningkat dari atas ke bawah.

Arus di sirkuit ini mengalami penurunan tajam di sekitar titik analisis 157,9 Hz, yang merupakan titik analisis terdekat dengan frekuensi resonansi yang kami prediksi sebesar 159,155 Hz. Pada titik inilah arus total dari sumber listrik turun ke nol.

Plot Grafis Pasca-Prosesor “Nutmeg”

Plot di atas dihasilkan dari file sirkuit rempah-rempah di atas ( *.cir), perintah (.plot) di baris terakhir menghasilkan plot teks pada printer atau terminal apa pun. Plot yang terlihat lebih baik dihasilkan oleh prosesor pasca grafis “pala”, bagian dari paket rempah-rempah.

Rempah-rempah di atas ( *.cir) tidak memerlukan perintah plot (.plot), meskipun tidak ada salahnya. Perintah berikut menghasilkan plot di bawah ini:

bumbu -b -r resonant.raw resonant.cir ( -b mode batch, -r file mentah, input resonant.cir) pala resonant.raw 

Dari permintaan pala:

>setplot ac1 (setplot {enter} untuk daftar plot)> tampilan (untuk daftar sinyal)> majalah plot (v1#cabang) (besarnya vektor arus kompleks v1#cabang) 

Pola menghasilkan plot arus I(v1) untuk rangkaian resonansi paralel.

Plot Bode

Kebetulan, output grafik yang dihasilkan oleh analisis komputer SPICE ini lebih dikenal sebagai Plot Bode . Grafik tersebut memplot amplitudo atau pergeseran fasa pada satu sumbu dan frekuensi pada sumbu lainnya. Kecuraman kurva plot Bode mencirikan "respons frekuensi" sirkuit, atau seberapa sensitifnya terhadap perubahan frekuensi.

TINJAUAN:

• Resonansi terjadi ketika reaktansi kapasitif dan induktif sama satu sama lain.
• Untuk rangkaian tangki tanpa hambatan (R), frekuensi resonansi dapat dihitung dengan rumus berikut

• Total impedansi rangkaian LC paralel mendekati tak terhingga saat frekuensi catu daya mendekati resonansi.
• Sebuah Plot pertanda adalah grafik yang memplot amplitudo atau fase gelombang pada satu sumbu dan frekuensi pada sumbu lainnya.

LEMBAR KERJA TERKAIT:

• Lembar Kerja Dasar-dasar Komunikasi Radio
• Lembar Kerja Resonansi