Dans les circuits CA contenant des résistances, des inductances et des condensateurs, la tension et le courant aux deux extrémités du circuit sont généralement des phases différentes. Si les paramètres du circuit ou la fréquence industrielle sont ajustés pour mettre le courant en phase avec la tension d'alimentation, le circuit devient résistif et l'état de fonctionnement du circuit est appelé résonance.
Le phénomène de résonance est un phénomène spécifique aux circuits alternatifs sinusoïdaux. Il est largement utilisé en ingénierie électronique et en communication. Mais dans le système électrique, la résonance peut perturber le fonctionnement normal du système.
La résonance est généralement divisée enrésonance série (également connue sous le nom de résonance à fréquence variable)et résonance parallèle. Comme son nom l'indique, la résonance série fait référence à la résonance qui se produit dans un circuit en série, tandis que la résonance parallèle fait référence à la résonance qui se produit dans un circuit parallèle.
Dans un circuit en série composé de résistances, d'inductances et de condensateurs. Lorsque la réactance capacitive XC est égale à la réactance inductive XL, c'est-à-dire XC=XL. La phase de la tension U et du courant I dans un circuit est la même et le circuit présente un comportement résistif pur, appelé résonance série. Lorsqu'une résonance série se produit dans le circuit, l'impédance totale est minimisée et le courant atteint sa valeur maximale.
Conditions pour que la résonance en série se produise
Pour qu’une résonance se produise dans un circuit en série, certaines conditions doivent être remplies.
Caractéristiques du circuit résonant en série
Lorsque la valeur de l'impédance totale est la plus petite et que la tension d'alimentation est constante, le courant est le plus élevé et le circuit est résistif. La tension sur le condensateur ou l'inductance peut être supérieure à la tension d'alimentation.
Changements d'énergie dans un circuit pendant la résonance série
Le Q absorbé par le circuit dans l'alimentation est égal à 0. Pendant la résonance, un échange d'énergie se produit entre les champs électriques et magnétiques à l'intérieur du circuit, et l'alimentation ne fournit de l'énergie qu'à R.
La haute tension peut endommager l'équipement et la résonance en série doit être évitée dans les systèmes électriques, ce qui est largement utilisé dans l'ingénierie radio.
Application du circuit résonant en série
Utilisation de la résonance série pour générer une tension à haute fréquence industrielle, appliquée dans la technologie haute tension, pour effectuer des tests de tension de tenue sur des équipements électriques tels que des transformateurs. La méthode la plus efficace et la plus directe pour tester la résistance d’isolation des équipements électriques consiste à détecter efficacement les défauts concentrés dangereux dans l’équipement.
Dans les radios, des circuits résonants en série sont souvent utilisés pour sélectionner les signaux radio, un processus appelé réglage. Le schéma suivant montre son circuit typique.
Lorsque diverses ondes radio de fréquences différentes génèrent des signaux électriques de fréquences différentes sur l'antenne, ils sont induits via la bobine 1L vers la bobine 2L. Si le circuit d'oscillation résonne avec une certaine fréquence de signal, le courant du signal dans le circuit est le plus élevé et une tension CU supérieure à Q fois la tension de ce signal est générée aux deux extrémités du condensateur. Pour d'autres signaux de différentes fréquences, comme la résonance ne se produit pas, le courant dans le circuit est très faible, ce qui est supprimé par le circuit. Par conséquent, le condensateur C peut être modifié pour modifier la fréquence de résonance du circuit afin de sélectionner le signal radio souhaité.