Seri rezonans metodu

        Doğrudan sürüş metodunun yeterli olmadığı durumlarda ikinci yöntem olarak seri rezonans metodu uygulanabilmektedir. Seri rezonans (LC) devreleri, kondansatör ve bobinin birbirine seri olarak bağlanmasıyla oluşan devrelerdir. Seri rezonans devrelerinde, düzeneğin çalışma frekansı seri rezonans frekansına yaklaştıkça devrenin toplam empedansı azalır ve azalan empedans neticesinde akımda artış görülür. Seri rezonans durumu, empedansın minimum akımın ise maksimum olduğu noktadır. Rezonans frekansında akım ve gerilim en yüksek değerini alır ve akım ile gerilim aynı fazdadır.

        Seri rezonans metodunda, Helmholtz bobinlerini rezonans durumuna getirmek için bobinlere seri olarak bir kondansatör veya kondansatör grubu bağlanır. Rezonans durumunda bu kondansatör, Helmholtz bobinlerinin endüktif empedansını iptal etme görevini görür. Bir başka deyişle, rezonans durumunda kondansatörün reaktansı, Helmholtz bobinlerinin reaktansını tamamen iptal ederek devredeki toplam empedansın imajiner (sanal) kısmını yok eder ve sadece bobinlerin ve kondansatörün iç dirençleri (empedansın reel kısmı) kalır. Dolayısıyla seri rezonans devresinin direnci omiktir. Bu metot, çok güçlü olmayan bir yükselteç ile Helmholtz bobinleri ile üretilmek istenilen manyetik alanı oluşturmaya olanak sağlar.



Helmholtz bobinlerine seri olarak rezonans kondansatörünün bağlanması


Sinüs dalgası ve yükselteç ile rezonans metodu vasıtasıyla bobinlere akım sürülmesi



        Seri rezonans yönteminde, düzenek rezonans yakınındaki çok dar bir frekans aralığında tam rezonans durumunu sağlayabilir. Ancak, bazı uygulamalarda kondansatörün reaktansının bobinlerin reaktansını tamamen yok etmesine gerek olmayabilir. Rezonans kondansatörünün, bobinlerin endüktif reaktansını gerektiği kadar azaltması da düzenekteki Helmholtz bobinlerine gerekli akımın verilebilmesi ve istenilen manyetik alanın oluşturulabilmesi için yeterli olabilir.

        Çalışma frekansında rezonans durumunu sağlayacak olan kondansatörün kapasitansını belirlemek rezonans eşitliğine ihtiyaç duyulur.





        Bu eşitlikten yola çıkarak frekansın artması ile rezonans koşulunu sağlayacak kondansatörün kapasitans değerinin düşeceği görülebilir yine endüktans artışı da kapasitans değerinin düşmesine de  sebep olacaktır.




Kaynakça: 


Kıvanç, B. 2022. Yüksek Frekanslı Helmholtz Bobin Uygulamaları için Donanım Düzeneği Tasarımı. Yüksek Lisans Tezi. Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.