En els circuits de CA que contenen resistències, inductors i condensadors, la tensió i el corrent als dos extrems del circuit són generalment fases diferents. Si els paràmetres del circuit o la freqüència d'alimentació s'ajusten per fer que el corrent estigui en fase amb la tensió d'alimentació, el circuit es torna resistiu i l'estat de treball del circuit s'anomena ressonància.
El fenomen de ressonància és un fenomen específic en circuits sinusoïdals de CA. S'utilitza àmpliament en enginyeria electrònica i de comunicacions. Però en el sistema d'alimentació, la ressonància pot interrompre el funcionament normal del sistema.
La ressonància es divideix generalment enressonància en sèrie (també coneguda com a ressonància de freqüència variable)i ressonància paral·lela. Com el seu nom indica, la ressonància en sèrie fa referència a la ressonància que es produeix en un circuit en sèrie, mentre que la ressonància en paral·lel fa referència a la ressonància que es produeix en un circuit paral·lel.
En un circuit en sèrie format per resistències, inductors i condensadors. Quan la reactància capacitiva XC és igual a la reactància inductiva XL, és a dir, XC=XL. La fase de tensió U i corrent I en un circuit és la mateixa, i el circuit presenta un comportament resistent pur, que s'anomena ressonància en sèrie. Quan es produeix una ressonància en sèrie al circuit, la impedància total es minimitza i el corrent arribarà al seu valor màxim.
Condicions perquè es produeixi una ressonància en sèrie
Perquè la ressonància es produeixi en un circuit en sèrie, s'han de complir determinades condicions.
Característiques del circuit ressonant en sèrie
Quan el valor d'impedància total és el més petit i la tensió d'alimentació és constant, el corrent és el més alt i el circuit és resistent. La tensió del condensador o inductor pot ser superior a la tensió d'alimentació.
Canvis d'energia en un circuit durant la ressonància en sèrie
La Q absorbida pel circuit a la font d'alimentació és 0. Durant la ressonància, l'intercanvi d'energia es produeix entre els camps elèctric i magnètic dins del circuit, i la font d'alimentació només proporciona energia a R.
L'alta tensió pot danyar l'equip, i la ressonància en sèrie s'ha d'evitar als sistemes d'alimentació, que s'utilitza àmpliament en enginyeria de ràdio.
Aplicació de circuits ressonants en sèrie
Utilitzant ressonància en sèrie per generar una tensió de freqüència d'alta potència, aplicada en tecnologia d'alta tensió, per dur a terme proves de tensió de resistència en equips de potència com ara transformadors. El mètode més eficaç i directe per provar la resistència a l'aïllament dels equips elèctrics és detectar eficaçment els defectes concentrats perillosos a l'equip.
A les ràdios, sovint s'utilitzen circuits ressonants en sèrie per seleccionar senyals de ràdio, un procés anomenat sintonització. El diagrama següent mostra el seu circuit típic.
Quan diverses ones de ràdio de diferents freqüències generen senyals elèctrics de diferents freqüències a l'antena, s'indueixen a través de la bobina 1L a la bobina 2L. Si el circuit d'oscil·lació ressona amb una determinada freqüència del senyal, el corrent del senyal al circuit és el més alt i es genera una tensió CU superior a Q vegades la tensió d'aquest senyal als dos extrems del condensador. Per a altres senyals de diverses freqüències, com que no es produeix ressonància, el corrent al circuit és molt petit, que és suprimit pel circuit. Per tant, el condensador C es pot canviar per canviar la freqüència de ressonància del circuit per seleccionar el senyal de ràdio desitjat.