Резонанса напряжений условие. 43)Резонанс напряжений: условия возникновения, резонансная частота, волновое сопротивление, добротность, векторная диаграмма.
SET 8-861-260-24-40, 8 (989) 212 27 02
Заказать обратный звонок
г.Краснодар,
ул.Симферопольская
дом 5, офис 9
Пн-Вс с 9:00 до 18:00

Корзина

Корзина пуста

Выбрать товар

Вопрос №2. Параллельное соединение приемников в однофазных цепях (10 мин.). Резонанса напряжений условие


условия возникновения, резонансная частота, волновое сопротивление, добротность, векторная диаграмма.

Резонанс напряжений наблюдается в последовательных цепях. Рассмотрим режим резонанса напряжений для последовательной RLC-цепи.

Для схемы на рис. 4.1 справедливо

. (4.1)

Изменим частоту генератора или параметры катушки индуктивности или емкости так, чтобы для этой схемы было , тогданапряжение на входе, т.е. ток и напряжение на входе совпадают по фазе. В цепи – режим резонанса:

.

Частота, при которой наблюдается резонанс, может быть определена из соотношения

.

Ток в цепи в режиме резонанса

т.е. максимально возможный при данных параметрах контура.

Полная мощность цепи , т.е. равна мощности, выделяемой на активном сопротивлении.

В каждый момент времени . Учитывая, что, получаем

где  – характеристическое, или волновое сопротивление резонансного контура, измеряемое в омах.

Отношение напряжения на реактивных элементах (и) к напряжению на входе в режиме резонанса называютдобротностью контура:

. (4.5)

Чем больше и чем меньше активное сопротивление в цепи, тем выше напряжение на реактивных элементах по сравнению с напряжением на входе контура.

44) Частотные характеристики и резонансные кривые последовательного резонансного контура.

Зависимости параметров контуров RLC-контура от частоты называют частотными характе­ристиками. Это индуктивное со­противление , емкост­ное сопротивление

, реактивное сопротивление, активное сопротивление, полное сопротивление, угол сдвига фаз.

В момент резонанса .

Зависимости тока I(), напряжения на индуктивности UL(), напряжения на емкости UC() называют резонансными характеристиками.

При добротности контура Q < 5 максимумы напряжений UL и UC смещаются друг от друга на одно и то же значение частоты от резонансной 0. При добротности контура Q >5 максимумы этих напряжений при резонансной част,оте  = 0 сливаются.

45) Резонанс токов: условие возникновения, резонансная частота, волновая проводимость, добротность, векторная диаграмма. Контур с потерями.

Резонанс токов наблюдается в параллельных ветвях. При резонансе токов по фазе совпадают ток общей ветви и напряжение на параллельном участке. Рассмотрим резонанс токов в схеме с параллельными ветвямиRL и RC (рис. 4.11, а).

Заменим данную схему эквивалентной, приведенной на рис. 4.11, б.

В этой схеме приняты следующие обозначения:

(4.8)

Для данной схемы справедливо

В режиме резонанса . Это возможно, если будет выполнено условие

и соответственно

При резонансе полная мощность, которая потребляется контуром, минимальна и носит активный характер

.

В режиме резонанса ток на входе параллельного контура , т.е. минимальный ток для этой схемы при неизменном напряжении на входе. ПриG  0 I  0. Сопротивление такой цепи Z  . Для резонансной частоты 0 такой контур принято называть фильтром - пробкой.

Величина резонансной частоты для приведенной схемы определяется из условия

.

Приведя к общему знаменателю и умножив обе части на 0, после преобразований получим.

Резонанс в такой схеме может иметь место, если только выполняются следующие условия:

  1. ;

  2. .

Присхема находится в резонансе при любых частотах. Это так называемыйвсеволновой резонанс.

Основой для построения векторной диаграммы является описание схемы с помощью выражения (4.9). При построении совместим с вещественной осью напряжение , тогда векторная диаграмма будет иметь вид, представленный на рис. 4.12, если учесть, что.

Под добротностью контура при резонансе токов понимают отношение тока на реактивных элементах IL или IС к току на входе контура I

. (4.14)

При незначительных потерях в контуре токи IL и IC могут многократно превышать токи на входе схемы.

studfiles.net

Вопрос №2. Параллельное соединение приемников в однофазных цепях (10 мин.)

Расчет цепи с параллельным соединением проводников (рис. 7,а) можно осуществить различными способами: методом векторных диаграмм, методом проводимостей и методом комплексных чисел. Первый метод не позволяет с большой точностью осуществить расчеты (рис. 7, б), поэтому были введены методы комплексных чисел и метод проводимостей. Рассмотрим метод проводимостей подробнее.

а) б)

Рис. 7. Схема разветвленной цепи и векторная диаграмма

резонанса напряжений

где g1, g2 – активные проводимости ветвей;

b1, b2 – реактивные проводимости ветвей.

Необходимо отметить, что знак реактивных проводимостей получается автоматически, т.к. ,. Т. к.XL2 и XC1 равны нулю, то b1>0, b2<0.

Общий ток

где – полная проводимость цепи, См.

Тре­угольник проводимостей представлен на рис. 8.

Рис. 8. Треугольники проводимостей

Функции угла φ определяют так:

;

Выражения для мощностей принимают такой вид:

;

Выводы по второму вопросу: таким образом, для расчета цепей с параллельным соединением приемников используются методы векторных диаграмм, проводимостей и комплексных чисел.

Вопрос №3. Резонанс напряжений и токов (20 мин.)

Резонансным режимом работы цепи – режим, при котором ее сопротивление является чисто активным.

Различают два основных режима: резонанс напря­жений и резонанс токов.

3.1. Резонанс напряжений

Резонанс напряжений – это явление в цепи с последовательным контуром, когда ток в цепи совпадает по фазе с напряжением источника.

Рис. 9. Схема последовательного колебательного контура

Найдем условие резонанса напряжений. Для того чтобы ток цепи совпадал по фазе с напряжением, реактивное сопротивление должно быть равно нулю, так как tgφ=X/R.

Условие резонанса

При резонансе напряжений частота источника равна собственной частоте колебаний контура.

Выражение является формулой Томсона, определяющей зависимость собственной частоты ко­лебаний контура от параметров L и С. Следует вспомнить, что если конденсатор контура зарядить от источника постоянного тока, а затем замкнуть его на индуктивную катушку, то в контуре возникнет переменный ток частоты f0. Вследствие потери колеба­ния в контуре будут затухать, время затуха­ния зависит от значения возникших потерь.

Резонансу напряжений соответствует векторная диаграмма, приведенная на рис. 10.

Признаки резонанса напряжений:

а) сопротивление цепи Z=R минимальное и чисто активное;

б) ток цепи совпадает по фазе с напряжением источника и достигает максимального значения;

в) напряжение на индуктивной катушке равно напряжению на конденсаторе и каждое в отдельности может во много раз превышать напряжение на зажи­мах цепи.

Физически это объясняется тем, что напряжение источника при резонансе идет только на покрытие по­терь в контуре. Напряжение на катушке и конденсаторе обусловлено накопленной в них энергией, значение которой тем больше, чем меньше потери в цепи.

Рис. 10. Векторная диаграмма и резонансная

кривая последовательного контура

Характеристики резонанса:

1) Волновое сопротивление контура

2) Добротность контура

3) Резонансная кривая характеризует способность колебательного контура выделять токи резонансных частот и ослаблять токи других час­тот (рис. 10, б).

4) Полное сопротивление цепи при резонансе

На рис. 11 показана зависимость реактивного сопротивления Х=ХL -Хс от частоты источника f. Анализ этого графика показывает, что при низких и высоких частотах реактивное сопротивление велико и ток в контуре мал. При час­тотах, близких к fo, реак­тивное сопротивление мало и ток контура велик.

Рис. 11

Резонанс напряжений широко используется в ра­диотехнике и электронике для выделения сигналов за­данной частоты.

studfiles.net

Резонанс напряжений, условие возникновения

Явление резонанса электрических напряжений наблюдается в цепи последовательного колебательного контура, состоящего из емкости (конденсатора), индуктивности и резистора (сопротивления). Для обеспечения энергетической подпитки колебательного контура в последовательную цепь включается также источник электродвижущей силы Е. Источник вырабатывает переменное напряжение с частотой W. При резонансе ток, циркулирующий в последовательной цепи, должен совпадать по фазе с э.д.с. Е. Это обеспечивается, если общее сопротивление схемы Z = R+J(WL – 1/WС) будет лишь активным, т.е. Z=R. Равенство:

(L – 1/WС) = 0 (1),

является математическим условием резонанса в колебательном контуре. При этом величина тока в цепи составит I = E/R. Если преобразовать равенство (1), то получим:

WL = 1/WС.

В этом выражении W - является резонансной частотой контура.

Важно то, что в процессе резонанса напряжение на индуктивности равно напряжению на конденсаторе и составляет:

UL = U = WL * I = WLE/R

Общая сумма энергий в индуктивности и емкости (магнитного и электрического полей) постоянна. Это объясняется тем, что между этими полями происходит колебательный обмен энергиями. Суммарное ее количество в любой момент неизменно. При этом обмена энергией между ее источником Е и цепью не происходит. Вместо этого имеет место непрерывное преобразование одного вида энергии в другой.

Для колебательных контуров применятся термин добротность, которая показывает, как соотносятся напряжение на реактивном элемента (емкость или индуктивность) и входное напряжение контура. Добротность вычисляется по формуле:

Q = WL/R

Для идеальной последовательной цепи с нулевым активным сопротивлением возникновение резонанса сопровождается незатухающими колебаниями. На практике затухание колебаний компенсируется подпиткой контура от генератора колебаний с частотой резонанса.

Явление колебательного резонанса широко используется в радиоэлектронике. В частности, входная цепь любого радиоприемника представляет собой регулируемый колебательный контур. Его резонансная частота, изменяемая с помощью регулировки емкости конденсатора, совпадает с частотой сигнала радиостанции, которую необходимо принять.

В электроэнергетике возникновение резонанса напряжений вследствие сопутствующих ему перенапряжений чревато нежелательными последствиями. Например, в случае подключения к генератору или промежуточному трансформатору длинной кабельной линии (являющейся колебательным контуром с распределенной емкостью и индуктивностью), не соединенной на приемном конце с нагрузкой (это называется режимом холостого хода), весь контур может оказаться в резонансом состоянии. В такой ситуации напряжения, возникающие на некоторых участках цепи, могут оказаться выше расчетных. Это может грозить пробоем изоляции кабеля и выходом его из строя. Такая ситуация предотвращается применением вспомогательной нагрузки.

www.strodom.ru

Явление резонансов напряжений и токов в электроцепях и условия их возникновения

Любая электрическая цепь, содержащая элементы со свойствами индуктивности и ёмкости, может являться разновидностью колебательного контура – системы, в которой обязательно возникают незатухающие (в идеальном случае) колебания электроэнергии на частоте собственного резонанса. Определяют резонансную частоту параметры ёмкости – С и индуктивности – L. В общем случае, частота (F) описывается формулой:

Простейший контур

При подключении заряженного конденсатора к выводам катушки в последней возникает электродвижущая сила самоиндукции, начальный ток которой равен и противоположен по направлению току разряда. В течение разряда в катушке накапливается магнитная энергия, достигающая максимального значения, когда конденсатор полностью разряжается. Емкостное сопротивление при этом минимально, и катушка индуктивности накопленную энергию передаёт в конденсатор, далее начинается заряд напряжением противоположной полярности до момента полного преобразования магнитной энергии в ёмкость и последующей передачей обратно. При этих процессах токи, проходящие через конденсатор и индуктивность, больше тока всего контура, поэтому возникает резонанс токов.

Подключение конденсатора к катушке

Затухание колебаний происходит вследствие потерь энергии в проводниках схемы и катушки, утечек в конденсаторе. Реальный колебательный контур, в котором присутствуют условия резонанса, всегда используется с внешним источником колебаний – генератором, сетью переменного тока, радиосигналом.

Резонанс токов

В случае параллельного подключения индуктивности, ёмкости и нагрузки к источнику переменного напряжения с частотой, равной резонансной контура, наблюдается значительное увеличение тока через элементы контура и возрастание его сопротивления.

Параллельный контур

Свойства такого включения компонентов используются в заграждающих фильтрах различного назначения, пропускающих все частоты, кроме резонансной, при последовательном включении с сопротивлением нагрузки. При параллельном подключении контур не оказывает влияния на напряжение резонансной частоты. Если нагрузка обладает индуктивным сопротивлением, как асинхронный электродвигатель, то с параллельно включённым конденсатором они образуют колебательный контур. Если собственная его частота совпадает с частотой питающей сети, возрастает ток через нагрузку.

Резонанс напряжений

Подключение последовательного контура к генератору переменного напряжения частотой, равной собственной частоте контура, вызывает резонанс напряжений, при котором возрастают напряжения на индуктивности и ёмкости, с увеличением потребляемого тока от источника.

Последовательный контур

Сопротивление устройства на частоте резонанса минимально, что применяется в радиоприёмниках для настройки на частоту станции с помощью конденсатора переменной ёмкости. Как и при резонансе токов, последовательный контур применяется в фильтрах для подавления или пропускания определённых частот. В некоторых случаях возникновение резонанса напряжений приводят к нежелательным последствиям: кабель достаточной длины обладает значительной ёмкостью и индуктивностью и образует колебательный контур, при совпадении частоты сети и резонансной частоты кабеля возможен неконтролируемый рост напряжения с дальнейшим пробоем изоляции. В отдельных случаях последовательное включение конденсатора позволяет увеличить напряжение на индуктивной нагрузке – такая схема используется для запуска электродвигателей (пусковой конденсатор).

Условие резонанса любого типа возникает только при совпадении периодичности внешних воздействий с частотой собственных колебаний системы, на которую оказывается воздействие.

Явления резонанса применяются во множестве электронных и электротехнических устройствах. Магнетрон любой микроволновой печки – это резонатор, работающий как генератор колебаний СВЧ, феррорезонансный стабилизатор напряжения использует свойства параллельного колебательного контура.

Видео

Оцените статью:

elquanta.ru

Условие резонанса напряжений

Поиск Лекций

+: XL = XC

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 2 Ом, XL = 1 Ом равно

+: Z = √5, φ = arctg1/2

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 3 Ом, XL = 2 Ом равно

+: Z = √13, φ = arctg2/3

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 1 Ом, XL = 2 Ом равно

+: Z = √5, φ = arctg2

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 2 Ом, XL = 2 Ом равно

+: Z = 2√2, φ = arctg1

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 2 Ом, XL = 3 Ом равно

+: Z = √13, φ = arctg3/2

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 4 Ом, XL = 3 Ом равно

+: Z = 5, φ = arctg3/4

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 3 Ом, XL = 4 Ом равно

+: Z = 5, φ = arctg4/3

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 5 Ом, XL = 4 Ом равно

+: Z = √41, φ = arctg4/5

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 4 Ом, XL = 5 Ом равно

+: Z = √41, φ = arctg5/4

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 6 Ом, XL = 5 Ом равно

+: Z = √61, φ = arctg5/6

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 5 Ом, XL = 6 Ом равно

+: Z = √61, φ = arctg6/5

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 6 Ом, XL = 7 Ом равно

+: Z = √85, φ = arctg7/6

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 4 Ом, XL = 2 Ом равно

+: Z = √20, φ = arctg1/2

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 4 Ом, XL = 5 Ом равно

+: Z = √41, φ = arctg5/4

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 4 Ом, XL = 1 Ом равно

+: Z = √17, φ = arctg1/4

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 3 Ом, XL = 1 Ом равно

+: Z = √10, φ = arctg1/3

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 5 Ом, XL = 2 Ом равно

+: Z = √29, φ = arctg2/5

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 6 Ом, XL = 2 Ом равно

+: Z = √40, φ = arctg2/3

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 5 Ом, XL = 3 Ом равно

+: Z = √34, φ = arctg3/5

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 1 Ом, XL = 7 Ом равно

+: Z = √50, φ = arctg7

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 2 Ом, XC = 1 Ом равны

+: Z = √5, φ = arctg(-1/2)

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 1 Ом, XC = 2 Ом равны

+: Z = √5, φ = arctg(-2)

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 3 Ом, XC = 2 Ом равны

+: Z = √13, φ = arctg(-2/3)

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 2 Ом, XC = 3 Ом равны

+: Z = √13, φ = arctg(-3/2)

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 4Ом, XC =3 Ом равны

+: Z = 5, φ = arctg(-3/4)

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 3 Ом, XC = 4 Ом равны

+: Z = 5, φ = arctg(-4/3)

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 5 Ом, XC = 4 Ом равны

+: Z = √41, φ = arctg(-4/5)

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 5 Ом, XC = 5 Ом равны

+: Z = √50, φ = arctg(-1)

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 6 Ом, XC = 5 Ом равны

+: Z = √61, φ = arctg-(5/6)

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 5 Ом, XC = 6 Ом равны

+: Z = √61, φ = arctg(-6/5)

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 3 Ом, XC = 1 Ом равны

+: Z = √10, φ = arctg1/3

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 1 Ом, XC = 3 Ом равны

+: Z = √10, φ = arctg(-3)

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 4 Ом, XC = 2 Ом равны

+: Z = 2√5, φ = arctg(-1/2)

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 2 Ом, XC = 4 Ом равны

+: Z = 2√5, φ = arctg(-2)

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 5 Ом, XC = 2 Ом равны

+: Z = √39, φ = arctg(-2/5)

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 2 Ом, XC = 5 Ом равны

+: Z = √39, φ = arctg(-5/2)

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 6 Ом, XC = 1 Ом равны

+: Z = √37, φ = arctg(-1/6)

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 1 Ом, XC = 6 Ом равны

+: Z = √31, φ = arctg(-6)

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 6 Ом, XC = 4 Ом равны

+: Z = √52, φ = arctg(-1/3)

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 4 Ом, XC = 6 Ом равны

+: Z = √52, φ = arctg(-3/2)

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 3 Ом, XL = 2 Ом, Xc = 1 Ом равны

+: Z = √10, φ = arctg1/3

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 4 Ом, XL = 3 Ом, Xc = 1 Ом равны

+: Z = 2√5, φ = arctg1/2

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 4 Ом, XL = 1 Ом, Xc = 3 Ом равны

+: Z = 2√5, φ = arctg(-1/2)

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 3 Ом, XL = 1 Ом, Xc = 2 Ом равны

+: Z = √10, φ = arctg(-1/3)

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 2 Ом, XL = 2 Ом, Xc = 1 Ом равны

+: Z = √5, φ = arctg1/2

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 3 Ом, XL = 3 Ом, Xc = 3 Ом равны

+: Z = 9, φ = arctg4/3

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 0 Ом, XL = 4 Ом, Xc = 3 Ом равны

+: Z = 1, φ = arctg1

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 4 Ом, XL = 2 Ом, Xc = 5 Ом равны

+: Z = 5, φ = arctg(-3/4)

 

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 3 Ом, XL = 5 Ом, Xc = 1 Ом равны

+: Z = 5, φ = arctg4/3

Модуль Z и фаза φ полного комплексного сопротивления при R = 5 Ом, XL = 2 Ом, Xc = 3 Ом равны

+: Z = √26, φ = arctg(-1/5)

 

Полное сопротивление пассивного двухполюсника Z при заданных действующих значениях напряжения U и тока I равно

 

+:

 

С увеличением частоты при неизменном действующем значении приложенного напряжения U действующее значение напряжения ###

+: увеличивается

 

Если известны полное сопротивление Z пассивного двухполюсника и угол φ сдвига фаз между напряжением u(t) и током i(t) на входе цепи, то комплексное сопротивление определяется выражением ###

+:

 

Комплексная амплитуда тока i(t)=1,41sin(314t -π/2) А составляет ###

+:

 

poisk-ru.ru

VI. Резонансные явления в электрических цепях Резонанс напряжений

Резонанс напряжений (или последовательный резонанс) может наблюдаться в электрической цепи, содержащей последовательно соединённые участки с разным характером реактивности. Название объясняется тем, что при резонансе оказываются равными друг другу по величине реактивные составляющие напряжений на указанных выше участках с разным характером реактивностей.

Резонанс напряжений может наблюдаться, к примеру, в цепи рис. 1.Найдём условие резонанса в этой цепи. Для этого участки R1 L и R2 C заменим эквивалентными (рис. 2).

Рис. 1

Как известно:

Если X’L окажется больше X’C, то цепь рис. 2 (а вместе с тем и цепь рис. 1) будет иметь активно-индуктивный характер и резонанс невозможен. Если X’L < X’C, то цепи рис. 1 и рис. 2 имеют активно-емкостной характер и резонанс также невозможен. При X’L = X’C цепи имеют чисто активный характер, следствием чего оказывается совпадение по фазе напряжения U и тока I, т.е. резонанс в цепи рис. 1.

Рис 2

С учётом (1) и (2) условие резонанса принимает вид:

Соотношение (3) приводит к уравнению третьей степени относительно частоты ω. Единственный положительный корень этого уравнения определяет так называемую резонансную частоту:

где – характеристическое сопротивление цепи.

Векторная диаграмма для цепи рис. 1 на резонансной частоте показана на рис. 3. Из диаграммы видно, что при резонансе, действительно, равны реактивные составляющие напряжений U1 и U2 .

U1p = U2p

Рис. 3

Рассмотрим интересный частный случай цепи рис. 1 при условии . Комплексное сопротивление такой цепи равно:

Таким образом, выяснилось, что комплексное сопротивление указанной цепи на всех частотах чисто активно. Это означает, что резонанс в данной цепи наблюдается на любой частоте.

Резонанс токов

Резонанс токов (или параллельный резонанс) может наблюдаться в электрической цепи, содержащей параллельно соединённые участки с разным характером реактивностей.

Название в этом случае объясняется тем, что при резонансе оказываются равными друг другу по величине реактивные составляющие токов указанных выше участков с разным характером реактивностей.

Резонанс токов может, к примеру, наблюдаться в цепи рис. 4

Условие резонанса для данной цепи можно найти аналогично тому, как это делалось для цепи рис. 1.

Рис. 4

Это условие имеет вид:

Решая это уравнение (5) относительно ω, найдём резонансную частоту:

Векторная диаграмма для цепи рис. 4 на резонансной частоте показана на рис. 5. Из неё видно, что при резонансе токов, действительно, равны по величине реактивные составляющие токов I1 и I2 .

I1p = I2p

Рис. 5

Точно так же, как и в предыдущем случае, можно доказать, что комплексное сопротивление цепи рис. 4 при условии

на любой частоте и равно: Z = R.

Это и означает, что и в этой цепи резонанс имеет место на всех частотах.

studfiles.net

Условие резонанса

Электроника Условие резонанса

просмотров - 808

При резонансе напряжений частота источника равна собственной частоте колебаний контура.

Выражение является формулой Томсона, определяющей зависимость собственной частоты ко­лебаний контура от параметров L и С. Следует вспомнить, что если конденсатор контура зарядить от источника постоянного тока, а затем замкнуть его на индуктивную катушку, то в контуре возникнет переменный ток частоты f0. Вследствие потери колеба­ния в контуре будут затухать, время затуха­ния зависит от значения возникших потерь.

Резонансу напряжений соответствует векторная диаграмма, приведенная на рис. 10.

Признаки резонанса напряжений:

а) сопротивление цепи Z=R минимальное и чисто активное;

б) ток цепи совпадает по фазе с напряжением источника и достигает максимального значения;

в) напряжение на индуктивной катушке равно напряжению на конденсаторе и каждое в отдельности может во много раз превышать напряжение на зажи­мах цепи.

Физически это объясняется тем, что напряжение источника при резонансе идет только на покрытие по­терь в контуре. Напряжение на катушке и конденсаторе обусловлено накопленной в них энергией, значение которойтем больше, чем меньше потери в цепи.

Рис. 10. Векторная диаграмма и резонансная

кривая последовательного контура

Характеристики резонанса:

1) Волновое сопротивление контура

2) Добротность контура

3)Резонансная кривая характеризует способность колебательного контура выделять токи резонансных частот и ослаблять токи других час­тот (рис. 10, б).

4) Полное сопротивление цепи при резонансе

На рис. 11 показана зависимость реактивного сопротивления Х=ХL -Хсот частоты источника f. Анализ этого графика показывает, что при низких и высоких частотах реактивное сопротивление велико и ток в контуре мал. При час­тотах, близких к fo, реак­тивное сопротивление мало и ток контура велик.

Рис. 11

Резонанс напряжений широко используется вра­диотехнике и электронике для выделœения сигналов за­данной частоты.

Читайте также

  • - Условие резонанса

    При резонансе напряжений частота источника равна собственной частоте колебаний контура. Выражение является формулой Томсона, определяющей зависимость собственной частоты ко­лебаний контура от параметров L и С. Следует вспомнить, что если конденсатор контура... [читать подробенее]

  • - Условие резонанса

    ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭКСПЕРЕМЕНТА РЕЗОНАНС ТОКОВ Лабораторная работа №6 Цель работы: изучение условий возникновения резонанса токов в параллельных цепях, содержащих индуктивность и емкость, исследование влияния величины емкости на параметры... [читать подробенее]

  • oplib.ru