Elektrik devrelerinde, devreden geçen akıma karşı bir kuvvet uygulanır. Bu kuvvete direnç ismi verilir. AC devrelerde direnç gerilimi ve akımı aynı fazdadır. Reaktif elemanlardan olan bobin ve kapasitörlerde ise durum biraz farklıdır. Aynı direnç elemanı gibi bobin ve kapasitörlerin de akıma karşı bir direnç gösterimi mevcuttur. Bobinin neden olduğu dirence indüktif direnç, kapasitörün neden olduğu dirence ise kapasitif direnç denir. Sinyalin frekansına göre değişiklik gösteren bu dirençler, bir değerde birbirlerini sıfırlayarak bazı durumlara neden olabilirler. Bu değere rezonans frekansı denir. Şimdi bu olaya biraz daha yakından bakalım.
Reaktans
Pozitif uçtan negatif uca doğru olan elektron hareketine akım denir. Eğer bir devrede akım, bir uçtan diğer uca sabit bir şekilde akıyorsa buna doğru akım, eğer hareketi zaman içerisinde periyodik bir şekilde yön ve şiddet değiştiriyorsa alternatif akım denir.
Reaktans kavramı, alternatif akım devrelerinde reaktif devre elemanlarının akıma karşı gösterdiği karşı koyma gücü denilebilir. Bu elemanlara örnek olarak bobin ve kapasitörler verilebilir. Devreye uygulanan gerilim ile orantılı oluşan elektrik alanın ve manyetik alanın bulunduğu her yerde reaktans mevcuttur. Bobin ve kapasitörlerin ise sistemde bulunan değişkenlere göre reaktansı değişmektedir. Bu elemanların reaktansını değiştiren kavram, alternatif akımın frekansıdır. Her iki eleman için de reaktans hesabı farklı bir şekilde hesaplanır. Aşağıdaki şekilde bu formüller görülebilir. Burada ‘inductor’ kavramı bobinin karşılığıdır.
Görselden anlaşılacağı üzere devreden geçen akımın frekans değeri devre elemanların akıma karşı gösterdiği rezonansı değiştirmektedir. Frekanstaki değişim, bobinin reaktansı ile doğru orantılı iken kapasitörün reaktansı ile ters orantılıdır.
Rezonans Nedir?
Bobin ve kapasitörlerin seri ya da paralel bağlanmasıyla oluşturulan devrelere rezonans devreleri ismi verilmektedir. Bu devrelerde bobin ve kapasitörün toplam reaktansının sıfıra eşit olduğu durumda, sistemin sağlayacağı akım değeri direnç üzerinden hesaplanacaktır. İşte rezonans devrelerde, bobin ve kapasitörün toplam reaktansının sıfıra eşitlenip, devrede sadece direnç etkisinin kaldığı frekansa rezonans frekansı ismi verilir.
Uygun rezonans frekansının bulunması için indüktif reaktans ile kapasitif reaktansın toplamının sıfır olması gerekmektedir. Gerekli işlemlerin ardından rezonans frekansını veren formül aşağıda gösterilmiştir.
Rezonans durumunda bulunan devrelerde bazı sıkıntılar meydana gelebilir. Bunlara bakılacak olursa;
1-) Devrenin toplam empedansı sadece direnç sebebiyle oluşacağı için devreden geçen akım değeri aşırı olacak ve bu sebeple bobin ve kapasitöre ait gerilimler yükselecektir.
2-)Devre elemanlarında izolasyon zorlanmaları meydana gelebilecek, kondansatörlerin dielektrik malzemelerinde delinmeler, aşırı ısınmadan dolayı kalıcı hasarlar oluşabilir.
3-) Enerji kalitesi olumsuz etkilenecektir.
KAYNAKÇA
sciencedirect.com
wikipedia.org
