Bagaimana litar LCR berfungsi?

Litar LCR, yang juga dikenali sebagai litar resonan, litar yang ditala, atau litar RLC, adalah litar elektrik yang terdiri daripada induktor (L), kapasitor (c), dan perintang (R) yang disambungkan dalam siri atau selari. Litar ini adalah asas kepada banyak peranti dan sistem elektronik, memainkan peranan penting dalam aplikasi seperti penalaan radio, penapisan isyarat, dan pembetulan faktor kuasa. Sebagai pembekal LCR, saya sering ditanya tentang bagaimana litar ini berfungsi, dan dalam catatan blog ini, saya akan memberikan penjelasan terperinci.

Komponen asas litar LCR

Sebelum menyelidiki bagaimana litar LCR berfungsi, penting untuk memahami komponen asas yang membentuk litar:

• Induktor (l): Induktor adalah komponen elektrik dua terminal pasif yang menyimpan tenaga dalam medan magnet apabila arus elektrik mengalir melaluinya. Induktansi, yang diukur dalam henries (h), menentukan berapa banyak medan magnet yang dihasilkan untuk arus tertentu. Apabila arus melalui perubahan induktor, ia mendorong daya elektromotif (EMF) yang menentang perubahan semasa, menurut Undang -Undang Induksi Elektromagnetik Faraday.

• Kapasitor (c): Kapasitor adalah satu lagi komponen terminal dua pasif yang menyimpan tenaga dalam medan elektrik antara dua plat konduktif yang dipisahkan oleh bahan penebat. Kapasiti, yang diukur dalam Farads (F), menunjukkan keupayaan kapasitor untuk menyimpan caj. Apabila voltan digunakan di seluruh kapasitor, ia dikenakan, dan apabila sumber voltan dikeluarkan, ia boleh menunaikan tenaga yang disimpan.

• Perintang (r): Perintang adalah komponen pasif yang menyekat aliran arus elektrik dalam litar. Rintangan, yang diukur dalam ohm (Ω), menentukan jumlah arus yang akan mengalir untuk voltan tertentu, menurut undang -undang Ohm (v = ir). Resistor menghilangkan tenaga elektrik dalam bentuk haba.

Siri litar LCR

Dalam litar LCR siri, induktor, kapasitor, dan perintang disambungkan ke akhir, jadi arus yang sama mengalir melalui ketiga -tiga komponen. Mari kita menganalisis tingkah laku litar LCR siri apabila sumber voltan semasa (AC) digunakan.

Impedans (z) litar LCR siri diberikan oleh formula:

[Z = \ sqrt {r^{2}+(x_ {l} - x_ {c})^{2}}]

di mana (x_ {l} = \ omega l) adalah reaktansi induktif, (x_ {c} = \ frac {1} {\ omega c}) adalah reaksi kapasitif, (\ omega = 2 \ pi f)

Reaktansi induktif (x_ {l}) berkadar terus dengan kekerapan (f) dan induktansi (L). Apabila kekerapan meningkat, (x_ {l}) meningkat, yang bermaksud induktor menawarkan lebih banyak pembangkang terhadap aliran arus. Sebaliknya, reaktansi kapasitif (x_ {c}) berkadar songsang dengan kekerapan (f) dan kapasitans (c). Apabila kekerapan meningkat, (x_ {c}) berkurangan, jadi kapasitor menawarkan kurang penentangan terhadap arus.

Sudut fasa (\ varphi) antara voltan dan arus dalam litar LCR siri diberikan oleh:

[\ tan \ varphi = \ frac {x_ {l} -x_ {c}} {r}]

Jika (x_ {l}> x_ {c}), litar adalah induktif, dan voltan membawa arus. Jika (x_ {l} <x_ {c}), litar adalah kapasitif, dan arus membawa voltan. Bila (x_ {l} = x_ {c}), litar berada dalam resonans, dan impedans (z = r) adalah minimum. Pada resonans, arus dalam litar mencapai nilai maksimumnya, dan kekerapan di mana ini berlaku dipanggil kekerapan resonan (f_ {0}), yang diberikan oleh:

[f_ {0} = \ frac {1} {2 \ pi \ sqrt {lc}}]

Litar LCR selari

Dalam litar LCR selari, induktor, kapasitor, dan perintang disambungkan ke seluruh sumber voltan yang sama. Jumlah kemasukan (y) litar LCR selari diberikan oleh:

[Y = \ sqrt {g^{2}+(b_ {c} -b_ {l})^{2}}]

di mana (g = \ frac {1} {r}) adalah konduktansi, (b_ {l} = \ frac {1} {x_ {l}} = \ frac {1} {\ omega l})

Impedans (z = \ frac {1} {y}). Sama seperti litar siri, litar LCR selari juga mempunyai kekerapan resonan. Pada resonans dalam litar LCR selari, keraguan induktif dan kapasitif membatalkan satu sama lain ((b_ {l} = b_ {c})), dan impedans mencapai nilai maksimumnya.

Aplikasi litar LCR

Litar LCR mempunyai pelbagai aplikasi dalam Kejuruteraan Elektronik dan Elektrik:

• Penalaan radio: Dalam penerima radio, litar LCR digunakan untuk menyesuaikan diri dengan stesen radio yang berbeza. Dengan menyesuaikan kapasitans atau induktansi litar, kekerapan resonan dapat ditukar untuk memadankan kekerapan isyarat radio yang dikehendaki. Ini membolehkan penerima memilih stesen tertentu semasa menolak orang lain.

• Penapisan isyarat: Litar LCR boleh digunakan sebagai penapis untuk memisahkan frekuensi yang berbeza dalam isyarat. Sebagai contoh, penapis lulus yang rendah membolehkan isyarat frekuensi yang rendah untuk melewati sambil melemahkan isyarat frekuensi tinggi, dan penapis lulus yang tinggi - sebaliknya. Band - Pass and Band - Stop Filters juga boleh dibina menggunakan litar LCR untuk memilih atau menolak pelbagai frekuensi tertentu.

• Pembetulan faktor kuasa: Dalam sistem kuasa elektrik, litar LCR digunakan untuk meningkatkan faktor kuasa. Dengan menambah kapasitor selari dengan beban induktif, kuasa reaktif dapat dikurangkan, yang meningkatkan kecekapan sistem kuasa dan mengurangkan kerugian tenaga.

Mengukur parameter LCR

Untuk merangka dan menganalisis litar LCR dengan tepat, adalah perlu untuk mengukur nilai induktansi, kapasitans, dan rintangan. Sebagai pembekal LCR, kami menawarkan pelbagai meter LCR berkualiti tinggi untuk tujuan ini. Sebagai contoh,4287A Agilent LCR Meter, 1 MHz - 3 GHzsesuai untuk mengukur komponen pada frekuensi tinggi, sementara4285A Agilent LCR Meter, 75 kHz - 30 MHzsesuai untuk aplikasi frekuensi sederhana. TheE4982A Agilent LCR Meter, 1 MHz hingga 300 MHz / 500 MHz / 1 GHz / 3 GHzmenawarkan pelbagai frekuensi dan ketepatan yang tinggi untuk pengukuran yang tepat.

Hubungi perolehan

Jika anda memerlukan komponen LCR atau meter LCR untuk projek anda, kami berada di sini untuk membantu anda. Pasukan pakar kami dapat memberi anda maklumat produk terperinci, sokongan teknikal, dan membantu anda memilih produk yang sesuai untuk keperluan khusus anda. Sama ada anda sedang menjalankan projek elektronik skala kecil atau aplikasi perindustrian yang besar, kami mempunyai penyelesaian yang anda perlukan. Sila berasa bebas untuk menghubungi kami untuk memulakan perbincangan perolehan.

Rujukan

• Boylestad, RL, & Nashelsky, L. (2012). Peranti elektronik dan teori litar. Pearson.
• Dorf, RC, & Svoboda, JA (2011). Pengenalan kepada litar elektrik. Wiley.
• Nilsson, JW, & Riedel, SA (2015). Litar elektrik. Pearson.