KWALIFIKACJA ELM5 - TEST WIEDZY NR 7

Reaktancja wypadkowa to część "reakcyjna" impedancji obwodu, wynikająca z obecności cewki i kondensatora.

W szeregowym RLC liczy się ją jako X = XL − Xc. Informuje, czy obwód zachowuje się bardziej indukcyjnie (X>0), czy pojemnościowo (X<0).

W rezonansie szeregowym spełniony jest warunek XL = Xc.

Ponieważ reaktancja wypadkowa w szeregowym RLC to XL − Xc, równe wartości odejmują się i dają 0 Ω. Obwód ma wtedy impedancję czysto rezystancyjną (bez części urojonej).

To warunek rezonansu: reaktancja indukcyjna cewki i reaktancja pojemnościowa kondensatora mają tę samą wartość przy pewnej częstotliwości.

Nie oznacza to, że każda z nich jest zerowa, tylko że ich wpływ na część urojoną impedancji całego obwodu się znosi.

Dla sygnału sinusoidalnego o częstotliwości f:

• XL = 2πfL
• Xc = 1/(2πfC)

Jednostką obu reaktancji jest om (Ω). W zadaniach o rezonansie często korzysta się też z faktu, że w rezonansie XL i Xc są równe.

Najczęściej myli się reaktancję pojemnościową Xc z reaktancją wypadkową X=XL−Xc.

Drugi typowy błąd to założenie, że w rezonansie "wszystko jest równe 0", podczas gdy zeruje się tylko różnica XL−Xc, a nie same XL i Xc.

Warunek rezonansu w sensie równości reaktancji (XL = Xc) wynika z L i C oraz częstotliwości, a nie bezpośrednio z R.

Rezystancja wpływa natomiast na wartość impedancji w rezonansie (Z≈R) oraz na dobroć i szerokość pasma układu.

W szeregowym obwodzie RLC dzieje się tak w rezonansie, gdy XL = Xc.

Wtedy reaktancja wypadkowa wynosi 0 Ω, a impedancja ma postać Z = R + j0. Oznacza to brak przesunięcia fazowego wynikającego z elementów reakcyjnych.

Rezonans stosuje się m.in. do strojenia (wyboru częstotliwości), tworzenia filtrów pasmowych i zaporowych oraz w układach selektywnych w torach radiowych.

W rezonansie obwód może silnie "wyróżniać" jedną częstotliwość na tle pozostałych.

Zwróć uwagę na nazwę wielkości:

• reaktancja pojemnościowa to Xc (samego kondensatora),
• reaktancja indukcyjna to XL (samej cewki),
• reaktancja wypadkowa to XL−Xc (dla całego szeregu).

W rezonansie zeruje się tylko ta ostatnia.

Nie, w typowym rezonansie szeregowym Xc nie jest równe 0 Ω.

W rezonansie zachodzi Xc = XL, a zeru równa się dopiero reaktancja wypadkowa XL−Xc. Xc byłoby równe 0 Ω tylko w skrajnym, niepraktycznym przypadku (np. f→∞ lub C→∞).