Mạch có phần tử L và C có các đặc tính đặc biệt do đặc tính tần số của chúng (chẳng hạn như tần số Vs, dòng điện, điện áp và trở kháng), có thể có giá trị tối thiểu hoặc tối đa đáng kể ở các tần số cụ thể. Ứng dụng của các mạch này chủ yếu liên quan đến máy phát, máy thu radio và máy thu truyền hình. Hãy xem xét một mạch LC trong đó các tụ điện và cuộn cảm được mắc nối tiếp trên nguồn điện và kết nối của mạch có một đặc tính cộng hưởng duy nhất ở tần số chính xác gọi là tần số cộng hưởng. Bài viết này thảo luận về mạch LC là gì và hoạt động hài hòa của các mạch LC nối tiếp và song song đơn giản.
Mạch LC là gì?
Mạch LC hay còn gọi là mạch lưu trữ năng lượng, mạch điều chỉnh hoặc mạch cộng hưởng là mạch bao gồm một cuộn cảm được nhúng trong một tụ điện được ký hiệu bằng chữ “C” và được kết nối với nhau bằng chữ “L”. Các mạch này được sử dụng để tạo tín hiệu có tần số cụ thể hoặc nhận tín hiệu từ tín hiệu tổng hợp có tần số cụ thể. Mạch LC là một thành phần điện tử cơ bản trong các thiết bị điện tử khác nhau, đặc biệt là trong các thiết bị không dây như bộ chỉnh, bộ lọc, bộ trộn và bộ tạo dao động. Chức năng chính của mạch LC thường là dao động với độ giảm chấn tối thiểu.
Mạch cộng hưởng dòng LC
trong mộtloạt cộng hưởngCấu hình mạch LC, tụ điện "C" và cuộn cảm "L" đều được mắc nối tiếp, như thể hiện trong mạch sau. Tổng điện áp trên tụ điện và cuộn cảm bằng tổng điện áp trên các cực mạch hở. Dòng điện trong mạch LC+Ve bằng dòng điện chạy qua cuộn cảm (L) và tụ điện (C) v=v L+v C, i=i L=i C
Khi biên độ của điện kháng cảm ứng "XL" tăng thì tần số cũng tăng. Tương tự, khi giá trị điện kháng của tụ “XC” giảm thì tần số cũng giảm.
Mạch cộng hưởng dòng LC
Ở một tần số xác định, hai điện kháng XL và XC có cùng độ lớn nhưng trái dấu nên tần số này gọi là tần số cộng hưởng, biểu thị bằng mạch LC.
Vì vậy, trong sự cộng hưởng
X L = -X C
ωL= 1 /ωC
ω=ω0= 1 /√LC
Đây được gọi là tần số góc cộng hưởng của mạch. Chuyển đổi tần số góc thành tần số bằng công thức sau
f0 =ω0/2π√LC
trong mộtloạt cộng hưởngCấu hình mạch LC, hai cộng hưởng XC và XL triệt tiêu lẫn nhau. Trong thực tế hơn là các linh kiện lý tưởng, dòng điện thường ngược chiều với điện trở của cuộn dây. Do đó, dòng điện cung cấp cho mạch đạt giá trị lớn nhất trong quá trình cộng hưởng.
Định nghĩa của mạch thu là khi In Lt f và f0 lớn nhất thì trở kháng của mạch là nhỏ nhất.
Đối với f
Đối với f
Cộng hưởng mạch LC song song
Trong cấu hình mạch LC song song, tụ điện “C” và cuộn cảm “L” được mắc song song, như thể hiện trong hình dưới đây. Tổng điện áp trên tụ điện và cuộn cảm bằng tổng điện áp trên các cực mạch hở. Dòng điện trong mạch LC + cực Ve bằng dòng điện chạy qua cuộn cảm (L) và tụ điện (C)
v = v L = v C
Tôi=IL +IC
Gọi điện trở trong của cuộn dây là R. Khi xảy ra hai cộng hưởng XC và XL, dòng điện nhánh phản kháng giống nhau và ngược chiều nên chúng triệt tiêu lẫn nhau để cung cấp dòng điện tối thiểu trên dây then chốt. Khi tổng dòng điện ở trạng thái này giảm thiểu, tổng trở kháng sẽ lớn nhất và tần số cộng hưởng được tính theo phương trình sau
f0 =ω0/2π= 1 /2π√LC
Lưu ý rằng trong quá trình cộng hưởng, dòng điện của bất kỳ nhánh phản ứng nào cũng không phải là mức tối thiểu. Nhưng dòng điện của mỗi nhánh phản kháng được cung cấp riêng biệt bằng cách tách điện áp phản kháng "V" khỏi điện áp phản kháng "Z".
Cộng hưởng mạch LC song song
Do đó, theo định luật Ohm, I{0}}V/Z
Mạch triệt tiêu có thể được định nghĩa là: khi dòng điện ở mức tối thiểu và trở kháng tổng đạt cực đại tại f0, mạch có tính cảm kháng dưới f0 và có điện dung trên f0.