Schaltungsparameter
Berechnete Ergebnisse
Frequenzgang
Dieses Diagramm zeigt die Impedanz der Schaltung über einen Frequenzbereich. Beachten Sie den starken Einbruch bei der Resonanzfrequenz der Reihenschaltung.
Was ist Resonanz?
In einem RLC-Schwingkreis ist Resonanz ein Zustand, der bei einer bestimmten Frequenz auftritt, der sogenannten Resonanzfrequenz (f0). Bei dieser Frequenz sind der induktive Blindwiderstand (XL) und der kapazitive Blindwiderstand (XC) betragsmäßig gleich groß und heben sich gegenseitig auf. Dadurch verhält sich die Schaltung, als wäre sie rein ohmsch. Die Folge ist eine drastische Änderung der Gesamtimpedanz der Schaltung (ihres Widerstands gegen den Stromfluss), die zu einem Maximum des Stroms (bei Reihenschaltungen) bzw. der Spannung (bei Parallelschaltungen) führt. Dieses Phänomen ist grundlegend für Abstimmschaltungen in Radios, Filtern und Oszillatoren.
Vergleich von RLC-Schaltungen
RLC-Reihenschaltung
- Bei Resonanz: Die Impedanz ist minimal (Z = R).
- Strom: Maximal bei Resonanz.
- Hauptanwendung: Bandpassfilter, die Signale in der Nähe von f0 durchlassen.
RLC-Parallelschaltung
- Bei Resonanz: Die Impedanz ist maximal (theoretisch unendlich, praktisch R).
- Strom: Minimal bei Resonanz.
- Hauptanwendung: Bandsperren (Notch-Filter), die Signale in der Nähe von f0 sperren.
Wichtige Formeln
Resonanzfrequenz (f0)
Die Grundfrequenz, bei der sich die Blindwiderstände aufheben. f₀ = 1 / (2π * √(LC))
Kreisfrequenz (ω0)
Frequenz in Radiant pro Sekunde. ω₀ = 1 / √(LC)
Gütefaktor (Q) - Reihenschaltung
Gibt die Schärfe des Resonanzmaximums an. Q = (1/R) * √(L/C)
Gütefaktor (Q) - Parallelschaltung
Gibt die Schärfe des Resonanzmaximums an. Q = R * √(C/L)
Bandbreite (BW)
Der Frequenzbereich, in dem die Leistung mindestens die Hälfte des Maximums beträgt. BW = f₀ / Q
Impedanz (Z)
Gesamtwiderstand gegen den Stromfluss, frequenzabhängig. Siehe Diagramm.
