3.5 Kondensaattori, käämi ja vastus vaihtovirtapiirissä

Tutkimme nyt vastuksen, käämin ja kondensaattorin sarjakytkentää.

Käytämme 50 W vastusta, 0,1 mF kondensaattoria, sekä 0.1 H käämiä. Piirin vaihtojännitteen taajuutta voimme muuttaa välillä 150 Hz ... 750 Hz.

Oskilloskoopin ruudulla näemme seuraavat virran (punainen käyrä) ja jännitteen (sininen käyrä) kuvaajat.

Kuinka suuri on vaihe-ero virran ja jännitteen välillä silloin, kun virta saa suurimman arvonsa ?

Taajuudella, jolla virta saa suurimman arvonsa virta ja jännite ovat samassa vaiheessa. Kutsumme tätä taajuuta resonanssitaajuudeksi. Piirin vaihtovirran vastustusta kuvaava impedanssi Z on

joka minimoituu, kun

josta ratkaisemalla saamme resonanssitaajuudelle

Esim 1. Vastus (R = 160 W) , kondensaattori ( C = 15 mF) ja käämi (L = 230 mH ) on kytketty sarjaan 30 V vaihtojännitteeseen , jonka taajuus on 60 Hz. Laske piirissä kulkeva virta.

Piirin impedanssi on

= 190 W

Tästä saamme virralle i = 0,16 A.

Tarkastelemme vielä, miten kapasitanssin kasvattaminen vaikuttaisi virran suuruuteen..

Näet, että kasvattamalla kapasitanssia n. 30 mF arvoon saamme vaihe-eron lähelle nollaa ja virran maksimiinsa.