Circuito risonante serie
Consideriamo il seguente circuito:
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L'impedenza vista dalla corrente vale:
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Il valore di tale corrente è
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Se l'ingresso E è costante, l'andamento di I dipende solo dal valore
di Z:
La reattanza XL=sL=ωL è direttamente proporzionale
alla frequenza (s=pulsazione complessa:s=σ+jω) il suo
diagramma rappresentativo su un grafico X-f è dunque una linea retta
:
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La reattanza capacitiva
è invece inversamente proporzionale alla frequenza e su un grafico X-f
il suo diagramma rappresentativo sarebbe una iperbole (equilatera).
La reattanza totale X=XL-XC assume valori positivi
o negativi, in funzione della prevalenza di XL o di XC.
Tende asintoticamente a XL alle frequenze alte (+∞) e
tende asitoticamente a XC (- ∞)alle frequenze basse.
La reattanza totale X si annulla quando XC=XL;
questa condizione viene definita di risonanza.
da
cui si ha o
anche
con ω 0=pulsazione di risonanza e f0=frequenza
di risonanza.
In corrispondenza della condizione di risonanza, si verifica:
Le due reattanze sono uguali XC=XL
La reattanza totale è nulla X=0.
Il circuito è puramente ohmico φ=0.
L'impedenza totale è uguale alla resistenza Z=R e assume il valore minimo.
La corrente I0=E/R assume valore massimo.
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In queste condizioni i vettori rappresentativi le cadute di tensione
sulla bobina e sulla capacità sono uguali.
viene, dunque definito il coefficiente di risonanza
Q.
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essendo
oppure
In genere si fa distinzione fra Q e quest
ultimo viene chiamato coefficiente di bontà (di qualità ) della
bobina e in esso appare Rb= resistenza serie derivante dalle
perdite della bobina.
Q comprende l'intera resistenza del circuito vista in serie al gruppo
risonante ed è calcolata soltanto per f=f0. Qb è
invece valida e costante entro certi limiti al variare di f.
Per le considerazioni fatte, mantenendo costante E
questo
fatto perchè
questo
fatto perchè
Considerando si
può dedurre per la I un andamento del genere:
dove vengono evidenziate le due frequenze di taglio f1 ed f2 ottenute
in corrispondenza del valore
Circuito risonante parallelo
Consideriamo il seguente circuito:
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Il circuito RCL parallelo è alimentato, in regime alternato da
una corrente Ii costante è perfettamente duale rispetto
al circuito precedente.
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dove
Y è l'ammettenza con
ovviamente è
la conduttanza (Siemens)
è la suscettanza capacitiva (Siemens) e è
la suscettanza induttiva (Siemens).
studiando la V(f) si possono fare le stesse considerazioni del caso precedente.
ottenendo la pulsazione di risonanza:
associata
alla frequenza
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