Effetti simili possono verificarsi anche nei circuiti induttore/condensatore in serie. Quando si raggiunge lo stato di risonanza (la reattanza di capacità e la reattanza di induttanza sono uguali), le due impedenze si annullano a vicenda e l'impedenza totale scende a zero!
Esempio:
Circuito risonante in serie semplice
Ad una frequenza di risonanza di 159,155 Hz, l'impedenza in serie totale è pari a 0 Ω, con conseguente cortocircuito su entrambe le estremità dell'alimentazione CA durante la risonanza. Nel circuito disegnato sopra, questo non va bene. Aggiungerò un piccolo resistore in serie al condensatore e all'induttore (come mostrato nella figura seguente) per limitare la corrente massima del circuito ed eseguire un'altra analisi SPICE nello stesso intervallo di frequenza.
Risonante in serie (noto anche come risonante in serie a frequenza variabile)circuito adatto per SPICE
Schema elettrico risonante in serie della corrente I (v1)
Come prima, l'ampiezza della corrente del circuito aumenta dal basso verso l'alto, mentre la frequenza aumenta da sinistra a destra. Si può ancora vedere che il picco si trova nel punto di frequenza tracciato di 157,9 Hz, che è il punto di analisi più vicino al nostro punto di risonanza previsto di 159,155 Hz. Ciò indica che la nostra formula della frequenza di risonanza è ugualmente applicabile sia ai circuiti LC in serie semplici che ai circuiti LC paralleli semplici, come segue:
È necessario prestare attenzione quando si utilizza un circuito risonante LC in serie: a causa della possibilità di correnti elevate nel circuito LC in serie durante la risonanza, potrebbero verificarsi pericolose cadute di tensione elevate tra condensatori e induttori, poiché ciascun componente ha un'impedenza significativa. Possiamo modificare la netlist SPICE nell'esempio sopra per includere le curve di tensione tra condensatori e induttori per dimostrare cosa sta succedendo.
La tensione prevista per condensatori e induttori è 100 V. Questa tensione applicherà una pressione a questi componenti a questo livello, quindi devono essere classificati di conseguenza. Tuttavia, queste tensioni sono sfasate e si annullano, risultando in una tensione totale di solo 1 V applicata a tutti e tre i componenti. Il rapporto tra la tensione del condensatore (o dell'induttore) e la tensione applicata è il fattore "Q".
Riepilogo:
Quando la frequenza di alimentazione si avvicina alla risonanza, l'impedenza totale del circuito LC in serie si avvicina allo zero.
La stessa formula per determinare la frequenza di risonanza in modo sempliceserie risonanteIl circuito si applica anche ai circuiti in serie semplici.
A causa dell'elevato flusso di corrente e della significativa impedenza dei singoli componenti, la risonanza può generare tensioni estremamente elevate sui singoli componenti di un circuito LC in serie.