Resonanz ist eine physikalische einfache harmonische Schwingung, bei der die Beschleunigung eines Objekts proportional zur Verschiebung aus der Gleichgewichtsposition ist und unter der Wirkung der Rückstellkraft immer in Richtung der Gleichgewichtsposition zeigt. Seine dynamische Gleichung ist F=- kx. Das Phänomen der Resonanz besteht darin, dass der Strom zunimmt und die Spannung abnimmt. Je näher es am Resonanzzentrum liegt, desto schneller drehen sich Amperemeter, Voltmeter und Leistungsmesser. Der Unterschied zu einem Kurzschluss besteht jedoch darin, dass es keine Nullsystemgröße gibt.
Ein aus einer Induktivität L und einem Kondensator C bestehender Kreis, der bei einer oder mehreren Frequenzen in Resonanz treten kann, wird zusammenfassend als Resonanzkreis bezeichnet. In der Energietechnik können aufgrund von Resonanzen im Stromkreis bestimmte Gefahren wie Überspannung oder Überstrom auftreten. Daher ist die Forschung an Schwingkreisen sowohl im Hinblick auf die Nutzung als auch auf die Begrenzung ihrer Gefahren von großer Bedeutung.
Ein passiver (bezieht sich auf einen Schaltkreis ohne unabhängige Stromquelle) linearer zeitinvarianter Schaltkreis, der eine Induktorspule und einen Kondensator enthält, weist eine rein ohmsche Eigenschaft auf, wenn er einer externen Stromquelle mit einer bestimmten Frequenz ausgesetzt wird. Diese spezifische Frequenz ist die Resonanzfrequenz des Schaltkreises, und Schaltkreise, die hauptsächlich in Resonanz arbeiten, werden Resonanzschaltkreise genannt. Funkgeräte nutzen Resonanzkreise, um Funktionen wie Abstimmung und Filterung auszuführen. Das Stromversorgungssystem muss Resonanzen verhindern, um Überstrom und Überspannung zu vermeiden.
In Schaltkreisen gibt es lineare Resonanz, nichtlineare Resonanz und parametrische Resonanz. Ersteres ist eine Resonanz, die in einem linearen zeitinvarianten passiven Schaltkreis auftritt, mitSerienresonanz (oder Serienresonanzgerät)Schaltungen als typisches Beispiel. Nichtlineare Resonanz tritt in Schaltkreisen auf, die nichtlineare Komponenten enthalten, und kann in Schaltkreisen auftreten, die aus Eisenkernspulen und linearen Kondensatoren in Reihe (oder parallel) bestehen (allgemein bekannt als ferromagnetische Resonanzkreise). Bei sinusförmiger Erregung treten im Stromkreis Grundresonanz, harmonische Resonanz hoher Ordnung, subharmonische Resonanz sowie Amplituden- und Phasensprünge des Stroms (oder der Spannung) auf. Diese Phänomene werden zusammenfassend als ferromagnetische Resonanz bezeichnet, während parametrische Resonanz in Schaltkreisen auftritt, die zeitlich veränderliche Komponenten enthalten. In einem Schaltkreis mit einer kapazitiven Last in einem Schenkelpol-Synchrongenerator kann parametrische Resonanz auftreten.
Die sogenannte Resonanz ist nach der Schaltungstheorie eine Sinusspannung, die an eine ideale (parasitäre widerstandsfreie) Reihenschaltung von Induktivitäten oder Kondensatoren angelegt wird. Wenn die Sinusfrequenz einen bestimmten Wert erreicht, sind Kapazität und Induktivität gleich, die Impedanz des Stromkreises ist Null und der Strom des Stromkreises erreicht Unendlich. Wenn eine Sinusspannung an eine Parallelschaltung aus Induktivität und Kapazität angelegt wird und die Frequenz der Sinusspannung einen bestimmten Wert hat, ist die Gesamtadmittanz der Schaltung (Admittanz ist der Kehrwert der Impedanz) Null und die Spannung an den Induktivitäts- und Kapazitätskomponenten ist unendlich. Ersteres heißtSerienresonanz, und letzteres wird Parallelresonanz genannt.
Formulierung
Z=R+j (XL-XC), wobei Z die Impedanz, R der Widerstand und XL-XC=X die Induktivität+Kapazität=Reaktanz ist. Aus der Formel ist deutlich zu erkennen, dass bei Gleichheit der Induktivität XL und der Kapazität XC nur der Realanteil R, also der reine Widerstand, in Z enthalten ist, und das ist Resonanz.