Resonance er et fenomen som oppstår i elektriske kretser som består av kondensatorer og induktorer. Resonans oppstår når den kapasitive impedansen til kretsen er lik den induktive impedansen. Avhengig av arrangementet av kondensatorene, induktorene og motstandene, varierer betingelsene for å oppnå resonans mellom forskjellige typer kretser. Serie resonans refererer til resonansen som oppstår i kretser hvor kondensatorer og induktorer er koblet i serie, mens parallell resonans refererer til resonansen som oppstår i kretser der kondensatorene og spolene er koblet parallelt. De hovedforskjell mellom serie og parallell resonans er det Serieresonans oppstår når arrangementet av komponentene skaper minimal impedans, mens parallell resonans oppstår når arrangementet av komponenter skaper den største impedansen.
Vi har sett på en serie RLC krets i vår tidligere artikkel om forskjellen mellom impedans og motstand. Der hadde vi analysert følgende krets:
En vekselstrømskrets som inneholder en motstand, en kondensator og en induktor
For å samle har kondensatoren en kapasitiv reaksjon () gitt av . Inductoren har en induktiv reaktivitet () gitt av . Vi så at størrelsen på den totale impedansen kan gis av .
Den nåværende gjennom kretsen er gitt av . Hvis vi endrer Frekvens av vekselstrømmen, kan vi forandre begge deler og . Når disse verdiene endres, vil totalimpedansen til kretsen også endre seg. Dette ville bety at størrelsen på strømmen gjennom kretsen endres også. Spesielt når vi ser på ligningen for impedans, kan vi se det når , impedansen er minimum (). Ved denne verdien vil strømmen gjennom kretsen være maksimalt. Grafen nedenfor viser hvordan strømmen gjennom kretsen endres, ettersom vi endrer frekvensen til vekselstrømmen.
En graf av gjeldende vs. frekvens for en serie RLC resonanskrets
Ved resonansfrekvensen, . Dette betyr at . Vi kan løse dette for å vise at resonansfrekvensen er gitt av:
Parallell resonans forekommer i kretser der induktorer og kondensatorer kobles parallelt, som vist nedenfor:
En parallell RLC krets
Siden impedanser ikke legger opp på samme måte i parallelle kretser som de gjør i seriekretser, kalles en mengde adgang () brukes til å beskrive parallelle resonanskretser. Admittance er rett og slett gjensidig av impedans:
De ledningsevne () gis av gjensidig motstand:
For parallelle kretser, susceptans er mengden analog med reaktans i seriekretser. Kapasitiv susceptanse () er gitt av . Induktiv suspendering () er gitt av . Adgangen kan uttrykkes ved hjelp av disse mengdene:
For parallelle RLC-kretser oppstår resonans når . Her, og løse for resonansfrekvensen vi finner igjen det:
Strømmen over en parallell RLC-krets ville ta en minimum verdi når den er i resonans. Dette skyldes at kretsens impedans er på maksimumsverdien på dette tidspunktet.
Ved resonansfrekvensen a serie RLC krets har den minste impedansen, mens a parallell RLC krets har maksimal impedans.
Ved resonansfrekvensen a serie RLC krets har maksimal strøm, mens a parallell RLC krets har minimal impedans.