Rangkaian dengan elemen L dan C mempunyai karakteristik khusus karena karakteristik frekuensinya (seperti frekuensi Vs, arus, tegangan, dan impedansi), yang mungkin memiliki nilai minimum atau maksimum yang signifikan pada frekuensi tertentu. Penerapan rangkaian ini terutama melibatkan pemancar, penerima radio, dan penerima televisi. Pertimbangkan rangkaian LC di mana kapasitor dan induktor dihubungkan secara seri pada catu daya, dan sambungan rangkaian tersebut memiliki karakteristik resonansi unik pada frekuensi tepat yang disebut frekuensi resonansi. Artikel ini membahas tentang apa itu rangkaian LC, dan operasi harmonik rangkaian LC seri dan paralel sederhana.
Apa itu rangkaian LC?
Rangkaian LC disebut juga rangkaian penyimpan energi, rangkaian tuning atau rangkaian resonansi, merupakan rangkaian yang terdiri dari induktor yang tertanam pada kapasitor yang dilambangkan dengan huruf "C" dan dihubungkan bersama dengan huruf "L". Sirkuit ini digunakan untuk menghasilkan sinyal dengan frekuensi tertentu atau menerima sinyal dari sinyal komposit dengan frekuensi tertentu. Rangkaian LC merupakan komponen elektronika dasar pada berbagai perangkat elektronik khususnya pada perangkat nirkabel seperti tuner, filter, mixer dan osilator. Fungsi utama rangkaian LC biasanya berosilasi dengan redaman minimal.
Resonansi rangkaian LC seri
Di sebuahseri resonansiKonfigurasi rangkaian LC, kapasitor “C” dan induktor “L” keduanya dihubungkan secara seri, seperti terlihat pada rangkaian berikut. Jumlah tegangan pada kapasitor dan induktor adalah jumlah tegangan total pada terminal rangkaian terbuka. Arus pada rangkaian LC+terminal Ve sama dengan arus yang melalui induktor (L) dan kapasitor (C) v=v L+v C, i=i L=i C
Ketika amplitudo reaktansi induksi "XL" meningkat, frekuensinya juga meningkat. Demikian pula ketika nilai reaktansi kapasitor “XC” menurun maka frekuensinya juga menurun.
Resonansi rangkaian LC seri
Pada frekuensi tertentu, dua reaktansi XL dan XC mempunyai besaran yang sama tetapi tandanya berlawanan, oleh karena itu frekuensi ini disebut frekuensi resonansi yang diwakili oleh rangkaian LC.
Oleh karena itu, dalam resonansi
X L = -X C
ωL= 1 /ωC
ω=ω0= 1 /√LC
Ini disebut frekuensi sudut resonansi rangkaian. Ubah frekuensi sudut menjadi frekuensi menggunakan rumus berikut
f0 =ω0/2π√LC
Di sebuahseri resonansiKonfigurasi rangkaian LC, kedua resonansi XC dan XL saling meniadakan. Dalam komponen praktis dan bukan komponen ideal, aliran arus biasanya berlawanan dengan hambatan belitan kumparan. Oleh karena itu, arus yang diberikan ke rangkaian adalah maksimum selama resonansi.
Definisi rangkaian penerima adalah ketika In Lt f dan f0 maksimum, impedansi rangkaian menjadi minimum.
Untuk f
Untuk f
Resonansi rangkaian LC paralel
Pada konfigurasi rangkaian LC paralel, kapasitor “C” dan induktor “L” dihubungkan secara paralel, seperti terlihat pada gambar berikut. Jumlah tegangan pada kapasitor dan induktor adalah jumlah tegangan total pada terminal rangkaian terbuka. Arus pada rangkaian LC+terminal Ve sama dengan arus yang melalui induktor (L) dan kapasitor (C)
v = v L = v C
Saya=IL +IC
Biarkan resistansi internal kumparan menjadi "R". Ketika dua resonansi XC dan XL terjadi, arus cabang reaktif adalah sama dan berlawanan, sehingga keduanya saling menghilangkan untuk menghasilkan arus minimum pada kabel kunci. Ketika arus total diminimalkan dalam keadaan ini, impedansi total dimaksimalkan, dan frekuensi resonansi diberikan oleh persamaan berikut
f0 =ω0/2π= 1 /2π√LC
Perhatikan bahwa selama resonansi, arus dari setiap cabang reaktif bukanlah arus minimum. Namun arus masing-masing cabang reaktif diberikan secara terpisah dengan memisahkan tegangan reaktif “V” dari tegangan reaktif “Z”.
Resonansi rangkaian LC paralel
Oleh karena itu, menurut hukum Ohm, I=V/Z
Rangkaian penekan dapat didefinisikan sebagai: ketika arus saluran berada pada titik minimum dan impedansi total berada pada titik maksimum pada f0, rangkaian bersifat induktif di bawah f0, dan kapasitif di atas f0.