직렬공진과 병렬공진에 대해 말해 보십시오.

공진 주파수란 위상차를 제거하여 가장 큰 전력을 낼 수 있도록 하는 주파수이다. 콘덴서는 전압을 전류에 비해 90도 늦게하고 인덕터는 전압에 비해 전류가 90도 늦게하는 성질이 있는데 이를 저항과 같이 연결하여 쓰면 각 차이에 의해 위상의 차가 나타나게 된다. 이 때 위상 차를 조절 할 수 없기 때문에 각 임피던스를 최소화 하여 나타낼 수 있도록 하는데 이 주파수를 공진주파수라고 한다.

공진에는 직렬공진과 병렬공진이 있다.

1. 직렬공진 회로

R과 L과 C가 직렬로 연결되 회로가 있을 때, 전체 임피던스 Z는

Z= ZR + ZL + Zc = R + jXL -jXc =R + j(XL - Xc) = R + j [ ωL -(1/ ωC) ] 가 된다.

(여기서, ω[rad/ ] s 는 각주파수로 ω=2 f) π

임피던스 Z는 ω의 함수가 되며, 어느 특정한 ω에서 허수부가 0 이 된다.

바로 이 특정한 ω 를 '공진주파수'라고 하고, XL = Xc 가 되어임피던스 Z가 최소가 되므로, 흐르는 전류(I = V / Z)는 최대가 되는 것이다.

공진주파수 ωr 에서,

XL = Xc,

ωr × L = 1/ (ωr × C)

∴ ωr = 1 / √(LC) 또는 공진주파수 fr [Hz] = 1 / [2π × √(LC) ] 가 된다.

※ 직렬공진의 특징

- 공진 주파수 ω = 1 / √(LC) , f = 1 / [2π × √(LC) ]

- 공진 시 임피던스 Z는 최소 (= R)

- 공진 시 전류 I는 최대 (= E / R)

- 선택도 (전압 증폭도)

Q = XL / R = Xc / R = ωL / R = 1 / ωRC = (1/R) × √(L/C)

직렬공진을 이용하면 L 이나 C 양단에 인가전압(E)의 Q배가 증폭된 QE의 전압이 나타난다.

2. 병렬공진 회로

- 공진 주파수 ω = 1 / √(LC) , f = 1 / [2π × √(LC) ]

- 공진 시 어드미턴스 (Y = 1/Z)는 최소 (= 1/R)

- 공진 시 전류 I는 최소 (= E / R)

- 선택도 (전압 증폭도) Q =R / XL = R / Xc = R / ωL = ωRC = R × √(C/L) 특성을 갖는다.