Resonansi seriadalah fenomena khusus yang terjadi pada rangkaian seri yang tersusun dari komponen R, L, dan C pada kondisi tertentu. Impedansi kompleks rangkaian seri R, L, dan C yang ditunjukkan pada Gambar 1, yang dieksitasi oleh tegangan sinus Us, adalah:
Gambar 1 Gambar 2
Saat berubah dari nol hingga tak terhingga, X berubah dari - ∞ menjadi+∞; Ketika ω<ω o,="" x＜0,="" the="" circuit="" is="" capacitive;="" when="" ω="">ω o, X＞0, Rangkaian bersifat induktif; Ketika ω=ω o, impedansi rangkaian Z (ω o)=R adalah resistansi murni; Tegangan dan arus berada dalam satu fase, dan keadaan kerja rangkaian pada saat ini disebut resonansi. Karena resonansi ini terjadi pada rangkaian seri R, L, dan C, maka disebut juga resonansi seri. Persamaan 1 merupakan syarat rangkaian seri dapat beresonansi. Dari persamaan tersebut diperoleh frekuensi sudut resonansi ω o sebagai berikut:
Menurut persamaan (2), frekuensi resonansi rangkaian seri ditentukan oleh parameternya sendiri L dan C, dan tidak bergantung pada kondisi eksternal. Ia juga dikenal sebagai frekuensi alami rangkaian; Ketika frekuensi daya konstan, parameter rangkaian L atau C dapat disesuaikan untuk membuat frekuensi alami rangkaian konsisten dengan frekuensi daya dan beresonansi, seperti metode induksi peningkatan resonansi frekuensi daya; Ketika parameter rangkaian konstan, resonansi dapat terjadi dengan mengubah frekuensi daya agar sesuai dengan frekuensi alami rangkaian, juga dikenal sebagai metode modulasi frekuensi.
Ketika rangkaian seri beresonansi, reaktansinya X (ω o)=0, sehingga impedansi kompleks rangkaian muncul sebagai resistansi murni, dan impedansi berada pada nilai minimum; Selama resonansi, meskipun reaktansinya ada, baik reaktansi induktif maupun kapasitifnya bukan-nol. Reaktansi induktif atau kapasitif selama resonansi adalah impedansi karakteristik rangkaian resonansi seri, dilambangkan dengan ρ, yaitu
Rasio impedansi karakteristik terhadap resistansi biasanya digunakan dalam bidang teknik untuk mengkarakterisasi kinerja rangkaian resonansi, dan rasio ini disebut faktor kualitas rangkaian seri, diwakili oleh Q, yang merupakan besaran yang ditentukan oleh parameter rangkaian R, L, dan C.
Ketika resonansi seri, tegangan masing-masing komponen dalam rangkaian adalah
Dari persamaan (3) terlihat bahwa walaupun tegangan reaktif total pada saat resonansi adalah 0, tegangan induktor dan tegangan kapasitor tidak nol, nilai efektifnya sama, dan keduanya Q kali tegangan yang diberikan. Namun, tegangan induktor mendahului tegangan yang diberikan sebesar 900, tegangan kapasitor tertinggal dari tegangan yang diberikan sebesar 900, dan tegangan resistansi serta tegangan yang diberikan adalah sama dan sefasa. Tegangan yang diberikan semuanya diterapkan ke resistor R, dan tegangan pada resistor mencapai nilai maksimumnya. Hubungan fasor arus tegangan masing-masing komponen ditunjukkan pada Gambar 3.
Ketika nilai Q rangkaian tinggi (nilai Q rangkaianperangkat resonansi seriboost umumnya lebih besar dari 10, hingga 10-30), nilai tegangan induktor dan tegangan kapasitor akan jauh lebih besar dibandingkan nilai tegangan yang diberikan. Tegangan uji yang relatif kecil dapat digunakan untuk menghasilkan tegangan uji yang tinggi pada peralatan yang diuji, sehingga mengurangi kapasitas catu daya eksitasi resonansi menjadi hanya 1/Q dari kapasitas pengujian.
Gambar 3 diagram fasor rangkaian resonansi seri
Berdasarkan analisis persamaan (2), ada dua metode peningkatan resonansi: metode peningkatan resonansi frekuensi daya dan metode peningkatan resonansi konversi frekuensi. Metode peningkatan resonansi frekuensi daya terutama digunakan untuk pengujian generator, trafo, dan trafo tegangan kapasitif. Metode peningkatan resonansi konversi frekuensi terutama digunakan untuk menguji kabel ikatan silang, yang dapat memenuhi persyaratan kabel dengan panjang dan kapasitansi yang bervariasi dalam rentang yang besar.
Sistem penambah resonansi frekuensi daya adalah sistem yang menyebabkan resonansi antara induktor dan kapasitor benda uji dalam kondisi frekuensi daya (50Hz dalam pengujian lapangan), menghasilkan tegangan frekuensi daya tinggi. Sistem penambah resonansi frekuensi daya umumnya menggunakan metode pengaturan reaktansi induktansi untuk menimbulkan resonansi antara reaktor dan kapasitor benda uji di bawah aksi sumber eksitasi, yang biasa disebut dengan modulasi induktif. Dimungkinkan juga untuk mengubah kapasitansi sistem pengujian dengan menghubungkan kapasitor secara paralel di kedua ujung sampel uji, sehingga beresonansi dengan reaktor di bawah aksi sumber eksitasi, yang biasa disebut sebagai penyesuaian kapasitansi. Dimungkinkan juga untuk mengubah induktansi reaktor dan kapasitansi sistem yang diuji secara bersamaan untuk mencapai resonansi, yang biasanya disebut sebagai modulasi induktansi dan kapasitansi. Jenis induksi biasanya mengadopsi metode pengaturan celah udara reaktor inti besi, yang dapat mengatur nilai induktansi secara terus menerus dan lancar serta relatif mudah dioperasikan. Namun, kapasitansi tidak dapat disesuaikan secara terus-menerus, sehingga metode induksi atau metode penyesuaian kapasitansi umumnya digunakan untuk-operasi di lokasi.