İndüktörler ve kapasitörler bir AC devresine seri olarak bağlanırsa, devreye güç veren jeneratör ve akım ile gerilim arasındaki faz ilişkisi üzerinde kendi yöntemleriyle hareket edeceklerdir.
İndüktörler, akımın voltajın bir döngünün dörtte biri kadar gecikmesine neden olduğu bir faz kayması sağlarken, kapasitörler devredeki voltajın ve akımın bir döngünün dörtte biri kadar gecikmesine neden olur. Bu nedenle, endüktans ve direncin bir devrede akım ve gerilim arasındaki faz kayması üzerindeki etkisi, kapasitif direncin etkisinin tersidir.
Bu, bir devrede akım ve gerilim arasındaki toplam faz kaymasının, endüktif direncin kapasitif dirence oranına bağlı olduğu gerçeğine yol açar.
Bir devrenin kapasitif direnç değeri endüktif değerden büyükse, devre esas olarak kapasitiftir, bu da voltajın akımın fazının gerisinde kaldığı anlamına gelir. Tam tersine devrenin endüktansı ve direnci kapasitif endüktanstan büyükse gerilim akımdan öncedir, dolayısıyla devre endüktiftir.
Bu dirençlerin devredeki zıt etkilerinden dolayı, Xc dirençlerinden biri negatif işaret olarak gösterilirken, toplam reaktans aşağıdaki formülle belirlenir:
Ohm yasasını bu zincire uygulayarak şunu elde ederiz:
Bu formül aşağıdaki gibi dönüştürülebilir:
XL devresindeki toplam gerilim bileşeninin etkin değeri devrenin endüktans ve direncini aşabilirken, IX C devresindeki toplam gerilim bileşeninin etkin değeri kapasitif direnci aşabilir.
Bu nedenle, bobinlerin ve kapasitörlerin seri bağlanmasından oluşan bir devrenin toplam voltajının, değerleri devrenin endüktans ve kapasitans direncine bağlı olan iki terimden oluştuğu düşünülebilir.
Bu devrede aktif dirençlerin bulunmadığını düşünüyoruz. Ancak devrenin aktif direnci çok küçükse ve göz ardı edilebilecek düzeydeyse devrenin toplam direnci aşağıdaki formülle belirlenir:
Burada R, devrenin toplam aktif direncidir ve XL - XC, devrenin toplam reaktansıdır. Ohm Yasasının formülünü yazma hakkına sahibiz:
İletişim rezonansı
Seri olarak bağlanan endüktif ve kapasitif dirençler, bir AC devresinde akım ve gerilim arasında, devreye ayrı ayrı dahil edilmelerine kıyasla daha küçük bir faz kaymasına neden olacaktır.
Yani devrede farklı özelliklere sahip bu iki reaktörün eş zamanlı çalışması nedeniyle faz kaymasının telafisi (karşılıklı yıkım) meydana gelir.
Tam telafi, yani indüklenen direnç devreye eşit olduğunda, yani X'in kapasitans direnci bu devredeki XL=X'teki akım ve gerilim arasındaki faz kaymasının tamamen ortadan kaldırılmasına uğradığında. Bu, ω L=1/ω C durumunda da aynıdır.
Bu durumda devre, sanki hiçbir bobin veya kapasitör yokmuş gibi, saf bir aktif direnç gibi davranacaktır. Bu direncin değeri, bobinin ve bağlantı telinin etkin direncinin toplamı ile belirlenir. Bu durumda devredeki etkin akım değeri maksimum olacaktır ve Ohm Yasasının I=U/R formülüyle belirlenecektir; burada R. artık R yerine ayarlanmıştır.
Aynı zamanda, Ø L=me XL bobini ile Uc=me XC kondansatörü arasındaki proxy voltajı eşit olacak ve mümkün olduğu kadar büyük olacaktır. Devrenin aktif direncinin küçük olması durumunda bu gerilimler devre terminallerindeki toplam U geriliminin birkaç katını aşabilir. Bu ilginç olaya denirseri rezonanselektrik mühendisliğinde.
Resimde. Şekil devredeki seri rezonansın voltaj, akım ve güç eğrilerini göstermektedir.
XL ve XC empedanslarının akımın frekansına bağlı olarak değişken olduğu ve frekanslarında en azından hafif bir değişiklik olduğu unutulmamalıdır; örneğin, XL=ω L'ye artış artacak ve X, C ^=1/ω S azalacaktır. Bu nedenle devrede voltajın rezonansı anında yok edilir ve aktif dirençle birlikte devrede reaktans belirir. Devrenin endüktans veya kapasitansının boyutu değiştirilirse aynı durum ortaya çıkar.
Başından sonuna kadarseri rezonansakım kaynağının gücü yalnızca devrenin aktif direncini aşmak, yani iletkeni ısıtmak için kullanılacaktır.
Aslında indüktörlü bir devrede, enerjinin jeneratörden bobinin manyetik alanına periyodik geçişini ifade eden enerji rezonansı vardır. Kapasitörlü devrelerde de aynı şey meydana gelir, ancak kapasitörün elektrik alanının enerjisinden kaynaklanmaktadır. Seri rezonans (XL=XC) sırasında kapasitörler ve indüktörler içeren bir devrede, devre tarafından salınan enerji periyodik olarak bobinden kapasitöre veya bobinden kapasitöre aktarılır. Akım kaynağına yalnızca devrenin aktif direncini aşmak için gereken enerji tüketimi düşer. Bu nedenle jeneratörün yokluğunda kapasitörler ve bobinler arasında enerji alışverişi yapılır.
Bobin manyetik alanının enerjisi, kapasitörün elektrik alanının enerjisine eşit olmadığından ve bu manyetik alanlar arasındaki enerji alışverişi sırasında periyodik olarak güç kaynağından devreye veya tekrar devreye akacak fazla enerji olacağından, yalnızca fiyat baskısının rezonansının aşılması gerekir.
Bu olay zemberekteki olaya çok benzer. Eğer hareketini engelleyen sürtünme kuvveti olmasaydı, sarkaç bir yayın (ya da saat yükünün) yardımı olmadan sürekli olarak rezonansa girebilirdi.
Yay, enerjisinin bir kısmını uygun zamanda sarkaca ileterek sürtünmeyi yenmesine ve titreşimin sürekliliğini sağlamasına yardımcı olur.
Benzer şekilde bir devrede rezonans mevcut olduğunda akım kaynağı yalnızca devrenin aktif direncini yenmek için enerji tüketir ve böylece rezonans sürecini destekler.
Bu nedenle, vardığımız sonuç, belirli koşullar altında, bir jeneratör ve seri bağlı bir indüktör ve kapasitörden oluşan bir AC devresi olan XL=XC'nin bir rezonans sistemi haline geldiğidir. Bu tür devrelere rezonans devresi denir.
XL=XC denkleminden jeneratörün frekans değerini belirleyebiliriz.seri rezonansmeydana gelmek:
Yaşanan bir devrenin kapasitans ve endüktans değerleriseri rezonans
Bu nedenle, bu üç nicelikten herhangi birinin (fren, L ve C) değiştirilmesi devrede seri rezonansa neden olarak onu bir rezonans devresine dönüştürebilir.