Spannung über Kondensator/Induktor im RLC-Kreis

Betrachten Sie eine Reihen-LCR-Schaltung mit einer Wechselspannung.$V=2\:\small V$angewandt. Lass den Widerstand sein$R=1\:\Omega$, und seien die Reaktanzen$X_L=X_C=10\:\Omega$, was bedeutet, dass die komplexen Reaktanzen sind$j10$, Und$-j10$.

Die Reihenschaltung hat eine Impedanz:

$$Z=R+jX_L-jX_C=1+j10-j10=1+j0$$

Das ist,$Z$ist ein Widerstand von$1\:\Omega$und der Strom durch R, L und C ist:

$$I=\frac{V}{Z}=\frac{V}{R}=\frac{2}{1}=2 A$$ Daher die Spannungen über $L$Und $C$wird sein: $j I X_L= j20\: V$, Und $-j I X_C= -j20\: V$, bzw.

Daher haben der Kondensator und die Induktivität jeweils Spannungen von$20\:V$, aber diese sind$180°$phasenverschoben, so dass sie sich gegenseitig aufheben, wenn man die Gesamtspannung über die Reihenschaltung betrachtet.

Der Grund für dieses Phänomen wird als Resonanz bezeichnet, in diesem Fall zwischen dem Kondensator und der Induktivität. Wenn Sie Gleichspannung an einen Kondensator oder eine Spule anlegen, speichern sie Energie, indem sie ein elektrisches Feld bilden. Wenn Sie die Spannung wegnehmen, fließt die gespeicherte Energie zurück in den Stromkreis. Wie bereits erwähnt, tun dies sowohl ein Kondensator als auch eine Induktivität, aber sie tun dies auf unterschiedliche Weise.

Wenn Sie jetzt Wechselspannung anlegen, ändert sich die Spannung ständig, sodass die Elemente ständig Energie speichern und Energie wieder in den Stromkreis abgeben. Da ein Kondensator und eine Spule dies zu unterschiedlichen Zeiten tun, ist es möglich, dass sie dies für einen Schwingkreis tun, was bedeutet, dass die Energie des Kondensators in die Spule fließt und umgekehrt. Aufgrund dieses zusätzlichen Elements der Energieübertragung zusätzlich zur zugeführten Wechselspannung ist die Spannung zwischen diesen beiden Elementen höher als die von Ihnen angelegte Wechselspannung.