W obwodzie szeregowym RLC (zasilanym napięciem sinusoidalnym) wartość prądu w stanie ustalonym zależy od modułu impedancji: im mniejsza impedancja, tym większy prąd przy tym samym napięciu źródła.
Impedancję szeregową można opisać jako sumę składowej rzeczywistej i urojonej: część rzeczywista to rezystancja R, a część urojona wynika z różnicy reaktancji indukcyjnej i pojemnościowej. Reaktancja indukcyjna rośnie z częstotliwością, a pojemnościowa maleje z częstotliwością. W pewnej częstotliwości te dwie składowe mają tę samą wartość i przeciwne znaki, więc się znoszą.
Warunek tego zjawiska to XL = XC. Nazywa się to rezonansem szeregowym. W rezonansie składowa urojona impedancji jest równa zero, a impedancja całkowita przyjmuje minimalną wartość zbliżoną do R. Skutkiem jest maksymalna wartość prądu w obwodzie (ograniczana już głównie przez rezystancję).
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?
- "R = XL" nie jest warunkiem rezonansu. Zrównanie oporu z reaktancją nie zeruje części urojonej impedancji, więc nie gwarantuje minimum impedancji ani maksimum prądu.
- "C = L" jest błędne wymiarowo: pojemność i indukcyjność mają różne jednostki i nie porównuje się ich wprost. Warunek rezonansu dotyczy reaktancji (zależnych od częstotliwości), a nie prostego porównania wartości elementów.
- "R = Xc" analogicznie nie opisuje rezonansu; dodatkowo zapis indeksu nie powinien sugerować innej wielkości. Aby prąd był maksymalny, musi zajść znoszenie reaktancji, czyli równość XC i XL.
W praktyce (także w awionice) blisko rezonansu mogą wystąpić podwyższone prądy, co wpływa na nagrzewanie elementów i zakłócenia, dlatego rozumienie tego warunku jest istotne diagnostycznie.
