Hva er resonansfrekvensen til en AC-krets?
Det er to viktige komponenter i en AC-krets: induktans og kapasitans. Motstanden mot endringer i strømmen gitt av induktans kalles induktiv reaktans, mens den som leveres av kapasitans kalles kapasitiv reaktans. Induktiv reaktans øker når frekvensen øker, mens kapasitiv reaktans avtar når frekvensen øker.
Når en viss frekvens får den induktive reaktansen til å være lik den kapasitive reaktansen nøyaktig, går kretsen inn i en tilstand av "resonans". Denne spesifikke frekvensen kalles resonansfrekvensen.
Resonansfrekvensen bestemmes i fellesskap av induktansen (L) og kapasitansen (C) i kretsen, og beregnes ved hjelp av formelen:fr=1 / (2π√(LC)). Med andre ord, så lenge L og C er faste, forblir resonansfrekvensen konstant; det er en iboende egenskap ved selve kretsen.
For å illustrere dette konseptet, se for deg en sving. En sving har en fast oscillasjonsfrekvens; hvis du trykker den i rytme med den frekvensen, vil svingen svinge høyere og høyere-dette er resonans. Resonans i en AC-krets fungerer på samme måte: Hvis strømforsyningsfrekvensen matcher kretsens resonansfrekvens, utveksles energi kontinuerlig mellom induktoren og kondensatoren, noe som gjør at strømmen i kretsen blir veldig stor, mens strømforsyningen bare trenger å fylle på en liten mengde energi som går tapt.
Dette fenomenet er genialt brukt i testing av høyspenningsutstyr. Utstyr som strømkabler og transformatorer har i seg selv kapasitans; når de er paret med en justerbar induktor og en strømforsyning med variabel-frekvens, kan de danne en serieresonanskrets. Når strømforsyningsfrekvensen er innstilt til resonanspunktet, genereres en høy spenning som langt overstiger forsyningsspenningen over testprøven, mens den faktiske effektutgangen fra forsyningen er svært liten. Dette er grunnen til at en strømforsyning på bare titalls kilowatt kan tåle spenningstester på hundrevis av kilovolt.
Anvendelsen av resonansfrekvens er ikke begrenset til testing; det er også viktig for radioinnstilling og filterdesign. Enkelt sagt er resonansfrekvensen den frekvensen som en krets fungerer mest "synkronisert" med; ved denne frekvensen viser kretsen spesifikke forsterkning eller frekvens-selektive egenskaper.
Å forstå resonansfrekvensen gjør at man kan forstå driftsprinsippene til mange elektriske og elektroniske enheter. I sammenheng med høyspenningstesting er det nettopp gjennom bruk av resonansfrekvensen at testeffekten "liten strømforsyning, høyspenning" oppnås, noe som reduserer strømforsyningskravene for-testing på stedet betydelig.
