1. Osnovni koncept in resonančni pogoj
Bistvo resonance je, da se induktivna reaktanca (Xₗ) in kapacitivna reaktanca (X꜀) v vezju medsebojno izničita pri določeni frekvenci, kar povzroči, da se vezje obnaša izključno uporovno. Ta posebna frekvenca je resonančna frekvenca (f₀). Za serijska in vzporedna vezja se izračuna po isti formuli:
f₀=1 / (2π√LC)
To pomeni, da dokler sta vrednosti induktorja (L) in kondenzatorja (C) fiksni, je njuna resonančna frekvenca fiksna.
2. ZnačilnostiSerija Resonance
A serija odmevnavezje zaporedno povezuje upor (R), induktor (L) in kondenzator (C) od-do-konca z virom energije.
1) Impedanca in tok: V trenutku resonance sta induktivna in kapacitivna reaktanca enaki po velikosti, a nasprotni po fazi in se popolnoma izničita. Celotna impedanca vezja doseže najmanjšo vrednost, ki je teoretično enaka samo uporu R (Z=R). Po Ohmovem zakonu (I=V / Z), ko je napetost vira konstantna, skupni tok v vezju doseže največjo vrednost.
2) Napetostno razmerje: To je najbolj izjemen pojav zaporedne resonance. Čeprav se napetosti na induktorju (L) in kondenzatorju (C) medsebojno izničijo, napetost na vsaki posamezni komponenti ni majhna. Pravzaprav je lahko napetost na vsaki komponenti veliko večja od napetosti vira. Faktor ojačanja je faktor kakovosti vezja (vrednost Q). Višja kot je vrednost Q, pomembnejši je učinek ojačanja. Zato se serijsko resonanco pogosto imenuje "napetostna resonanca". Če je upor vezja zelo majhen (visoka vrednost Q), lahko povzroči "prenapetost" in poškoduje opremo v napajalnih sistemih, toda v radiofrekvenčnih aplikacijah je to ključno načelo, ki se uporablja za ojačanje šibkih signalov.
3) Faza: Pri resonanci je skupni tok v fazi z napetostjo vira.
3. Značilnosti vzporedne resonance
Vzporedno resonančno vezje običajno vključuje induktor L (ki običajno vključuje svoj inherentni parazitski upor R) in kondenzator C, ki sta vzporedno povezana drug z drugim in nato povezana z virom energije.
1) Impedanca in napetost: Pri resonanci sta tokova v induktivni veji in kapacitivni veji skoraj enaka po velikosti, a skoraj nasprotna po fazi. To ustvari velik krožni tok med vejama L in C, ti tokovi pa se med seboj kompenzirajo in učinkovito "izničijo" z vidika zunanjega vira. Rezultat tega je, da skupna impedanca vezja, kot je razvidno iz vhodnih sponk, doseže največjo vrednost. Če vir napajanja zagotavlja konstanten tok, potem izhodna napetost v tokokrogu doseže največjo vrednost.
2) Tokovno razmerje: V skladu s serijsko resonanco je lahko pri vzporedni resonanci krožni tok med induktorjem (L) in kondenzatorjem (C) veliko večji od skupnega toka, ki ga črpa vir energije. Faktor ojačanja je podoben faktor kakovosti (vrednost Q). Zato vzporedno resonanco pogosto imenujemo "tokovna resonanca".
3) Faza: Pri resonanci je skupna napetost v tokokrogu v fazi s tokom iz vira.
4. Povzetek osnovnih razlik in aplikacij
To lahko nazorno razumete s temi analogijami:
Serija Resonanceje kot zbor. Pri pravilni višini (resonančna frekvenca) vsi glasovi (napetosti med L in C) delujejo usklajeno, kar povzroči najglasnejši in najjasnejši učinek (največji tok), vendar se vsak pevec posebej potrudi (visoke lokalne napetosti).
Paralelna resonanca je kot prometno krožišče. Med prometnimi konicami (resonančna frekvenca) je prometni tok znotraj krožišča (tok v L in C) zelo velik in kroži nemoteno, vendar je prometni tok na glavni cesti, ki vstopa v krožišče in iz njega izstopa (celoten tok), zelo majhen, zaradi česar se zdi zelo čist (zelo visoka impedanca).
Na podlagi teh popolnoma različnih značilnosti so tudi njihove uporabe popolnoma različne:
Serija Resonancese uporablja v scenarijih, kjer mora določen frekvenčni signal zlahka preiti skozi. Na primer, uporablja se v vezjih za nastavitev radia. S prilagajanjem kondenzatorja za spreminjanje resonančne frekvence se tok tokokroga poveča šele, ko se frekvenca radijske postaje ujema z resonančno frekvenco, s čimer se izbere in ojača signal te postaje, medtem ko se drugi zadušijo.
Vzporedna resonanca se uporablja v scenarijih, kjer je treba signal določene frekvence močno blokirati. Primeri vključujejo pasovne-zaustavitvene (zarezne) filtre ali frekvenčno-selektivna omrežja v oscilatorjih. Pri resonanci predstavlja zelo visoko impedanco na ciljno frekvenco in s tem preprečuje, da bi signal te frekvence prešel skozi.