Vad är en tankkrets?

Även känd som en induktor-kondensatorkrets, en LC-krets, en resonatorkrets eller en avstämd krets, en tankkrets är en enkel elektrisk krets som använder magnetisk resonans för att lagra en elektrisk laddning eller producera en elektromagnetisk frekvens. Om du någonsin har undrat hur din radio tar upp enstaka frekvenser när du vrider på ratten – istället för att spela alla radiofrekvenser i luften samtidigt – är svaret en tankkrets.

Den första studien om de elektromagnetiska svängningarna som hittades i en tankkrets dök upp i Frankrike 1827, publicerad av Felix Savary. Savary använde en Leyden Jar, samma enhet som Benjamin Franklin använde för att "fånga" elektricitet från sina drakexperiment, för att dokumentera hur de motsatta laddningarna på insidan och utsidan av flaskan fick en magnetiserad nål att vända tillbaka och vidare. Savarys banbrytande arbete visade hur en magnetisk laddning pendlade mellan en spole och en laddad platta. Dessa svängningar skulle senare erkännas som elektromagnetiska frekvenser och bli avgörande för den tidiga radioteknologin som utvecklats av forskare som Guglielmo Marconi.

En tankkrets består av en kondensator ansluten till en spole, en induktor, med ledningar. En kondensator är helt enkelt två ledande plattor åtskilda av ett icke-ledande material såsom vaxpapper. När kondensatorn tar emot en elektrisk laddning, ackumuleras positiva och negativa laddningar på motsatta ändar av den icke-ledande ytan. Eftersom motsatta laddningar attraherar men inte kan passera genom den icke-ledande ytan, rör de sig genom ledningarna till induktorspolen och laddar induktorn elektromagnetiskt.

Resonansen i en tankkrets skapas av rörelsen mellan kondensatorn och induktorn, samma rörelse som Savary noterade i Leyden Jar. När elektrisk laddning rör sig från kondensatorn till spolen förlorar kondensatorn elektromagnetisk energi och induktorn blir elektromagnetiskt laddad. När induktorn är mer laddad än kondensatorn, börjar dock det elektromagnetiska molnet runt spolen att skingras och energi strömmar tillbaka genom ledningarna till kondensatorn. Processen börjar sedan igen och upprepas om och om igen tills all den ursprungliga energin går förlorad till motstånd i kretsen.

Fram och tillbaka av elektrisk energi mellan kondensatorn och induktorn avger en elektromagnetisk frekvens som är mycket användbar inom telekommunikationsteknik. Tankkretsar, som ofta används för att ställa in radiosändare och mottagare, kan laddas för att producera en specifik frekvens. När du vänder en radio till en specifik station, ändrar du verkligen laddningen på en tankkrets så att den ger resonans vid den frekvensen. Den specifika resonansen används för att filtrera bort andra frekvenser och bara spela den station du valt. Samma teknik används i all slags kommunikationsutrustning, från radiotorn till walkie-talkies.