загрузка...
загрузка...
На головну

Резонанс струмів і напругу в колі змінного струму

  1. I. Струм спрацьовування пускових струмових реле МНЗ.
  2. I. Токовая відсічення (ТО) на лініях з одностороннім харчуванням.
  3. А - регулярне; б -бігармоніческое; в - блочне; г - випадкове напруга
  4. Альвеолярне напруга кисню
  5. Баланс грошових потоків
  6. Балансування і синхронізація грошових потоків
  7. З метою оптимізації групового графіка двох з однаковим періодом циклічних навантажень зсув у часі їх включення повинен відповідати часу кореляційного антирезонанса.

Резонанс напруг. Якщо в колі змінного струму, що містить послідовно включений конденсатор, котушку індуктивності і резистор (ріс.21.5 (а))

 , (21.31)

то кут зрушення фаз між струмом і напругою (21.28) звертається в нуль (?= 0), тобто зміни струму і напруги відбуваються синфазно. Умові (21.38) задовольняє частота

 . (21.32)

В даному випадку повний опір ланцюга Z стає мінімальним, рівним активному спротиву R ланцюги, і струм в ланцюзі визначається цим опором, приймаючи максимальні (можливі при даному Um) Значення. При цьому падіння напруги на активному опорі дорівнює зовнішньому напрузі, що додається до ланцюга (UR= U), А падіння напруги на конденсаторі (Uc) І котушці індуктивності (UL) Однакові по амплітуді і протилежні по фазі. Це явище називається резонансом напруг, А залежність амплітуди сили струму від ? дана на рис. 21.6.

 Ріс.21.6.

У разі резонансу напруг  , Тому, підставивши в цю формулу значення резонансної частоти і амплітуди напруг на котушці індуктивності і конденсаторі, отримаємо

 , (21.33)

де Q - добротність контуру, що визначається виразом (21.13). Так як добротностьобичних коливальних контурів більше одиниці, то напруга, як на котушці індуктивності, так і на конденсаторі перевищує напруга, прикладена до ланцюга. Тому явище резонансу напруг використовується в техніці для посилення коливання напруги будь-якої певної частоти. Наприклад, в разі резонансу на конденсаторі можна одержати напругу з амплітудою QUm, (Q в даному випадку-добротність контуру), яке може бути значно більше Um. Це посилення напруги можливо тільки для вузького інтервалу частот поблизу резонансної частоти контуру, що дозволяє виділити з багатьох сигналів одне коливання певної частоти, т. Е. На радіоприймачі налаштуватися на потрібну довжину хвилі. Явище резонансу напруг необхідно враховувати при розрахунку ізоляції електричних ліній, що містять конденсатори і котушки індуктивності, так як інакше може спостерігатися їх пробій.

Резонанс струмів. Розглянемо ланцюг змінного струму, що містить паралельно включені конденсатор ємністю С і котушку індуктивністю L (Ріс.21.7). Для простоти припустимо, що активний опір обох гілок настільки мало, що їм можна знехтувати.

 Ріс.21.7.

Якщо прикладена напруга змінюється за законом  , То згідно з формулою (21.30) в галузі 1С2 тече струм

 , (21.34)

амплітуда якого визначається з виразу (21.29) за умови R =0 і L =0

.

Початкова фаза ?1 цього струму за формулою (21.28) визначається рівністю ,

 , де n= 1,2,3 ... (21.35)

Аналогічно сила струму в гілці 1L2 визначається зі співвідношення (21.29) за умови R= 0, C=  (Умова відсутності ємності в ланцюзі)  . Початкова фаза ?2цього струму  , звідки

 , де n= 1,2,3. (21.36)

З порівняння виразів (20.35) і (20.36) випливає, що різниця фаз струмів в гілках 1С2 і 1L2 дорівнює  , Тобто струми в гілках протилежні по фазі. Амплітуда сили струму в зовнішньому (неразветвленной) ланцюга

.

якщо  , то и .

Явище різкого зменшення амплітуди сили струму в зовнішньому ланцюзі, що живить паралельно включений конденсатор і котушку індуктивності, при наближенні частоти ? прикладеної напруги до резонансної частоти ?рез називається резонансом струмів (паралельним резонансом). В даному випадку для резонансної частоти отримали таке ж значення, як і при резонансі напруг.

Амплітуда сила струму виявилася дорівнює нулю тому, що активним опором контуру знехтували. Якщо врахувати опір R, То різниця фаз ?1- ?2 не дорівнюватиме л, Тому при резонансі струмів амплітуда сили струму буде відмінна від нуля, але прийме найменше можливе значення. Таким чином, при резонансі струмів у зовнішній ланцюга струми I1 и I2компенсуються і сила струму I, в підвідних проводах, досягає мінімального значення, обумовленого тільки струмом через резистор. При резонансі струмів сили струмів I1 и I2можуть значно перевищувати силу струму I.

Розглянутий контур має великий опір змінному струмі з частотою, близькою до резонансної, тому це властивість резонансу струмів використовується в резонансних підсилювачах, що дозволяють виділяти одне певне коливання з сигналу складної форми. Крім того, резонанс струмів використовується в індукційних печах, де нагрівання металів здійснюється вихровими струмами. У них ємність конденсатора, включеного паралельно нагрівальної котушці, підбирається так, щоб при частоті генератора вийшов резонанс струмів, в результаті чого сила струму черезнагрівальну котушку буде набагато більше, ніж сила струму в підвідних проводах.

 



Попередня   114   115   116   117   118   119   120   121   122   123   124   125   126   127   128   129   Наступна

Диференціальне рівняння вільних коливань | Кінетична енергія матеріальної точки, що здійснює гармонічні коливання дорівнює | Уздовж одного напрямку з однаковою частотою | Додавання взаємно-перпендикулярних коливань | Диференціальне рівняння затухаючих коливань | вимушені коливання | Резонанс вимушених коливань | Вільні електромагнітні коливання | Затухаючі коливання в електричному коливальному контурі | Вимушені електромагнітні коливання |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати