Wat is resonantie in een elektrisch circuit? Wat is resonantie? Elementen van een resonantiecircuit

Resonantie is een modus waarin, in een circuit met inductie en capaciteit, de stroom in fase is met de spanning. Ingangsreactantie en geleiding zijn nul:
x = ImZ = 0 en B = ImY = 0. Het circuit is puur actief:
Z = R ; er is geen faseverschuiving ( j = 0).

De spanningen over de inductantie en de capaciteit in deze modus zijn even groot en compenseren elkaar, omdat ze in tegenfase zijn. Alle spanning die op het circuit wordt toegepast, valt op zijn actieve weerstand (Fig. 2.42, A).

Rijst. 2.42. Vectordiagrammen bij resonantie van spanningen (a) en stromen (b)

De spanningen over inductantie en capaciteit kunnen de spanningen aan de ingang van het circuit aanzienlijk overschrijden. Hun verhouding, de circuitkwaliteitsfactor genoemd Q , wordt bepaald door de waarden van inductieve (of capacitieve) en actieve weerstand

.

De kwaliteitsfactor laat zien hoe vaak de spanning over de inductantie en capaciteit bij resonantie groter is dan de spanning die op het circuit wordt toegepast. IN radiocircuits het kan enkele honderden eenheden bereiken.

Uit voorwaarde (2.33) volgt dat resonantie kan worden bereikt door een van de parameters te veranderen: frequentie, inductie, capaciteit. In dit geval veranderen de reactantie en impedantie van het circuit, en als gevolg daarvan veranderen de stroom, de spanning op de elementen en de faseverschuiving. Zonder de formules te analyseren, laten we de grafische afhankelijkheid van sommige van deze grootheden van de capaciteit zien (Fig. 2.43). De capaciteit waarbij resonantie optreedt, kan worden bepaald aan de hand van formule (2.33):

.

Als bijvoorbeeld de lusinductie L = 0,2 H, dan zal bij een frequentie van 50 Hz resonantie optreden bij de capaciteit

Rijst. 2.43. Afhankelijkheid van modusparameters van capaciteit

Een soortgelijke redenering kan worden uitgevoerd voor een circuit dat bestaat uit parallel geschakelde circuits R ,L En C (Afb. 2.31, A). Vectordiagram de resonantiemodus wordt getoond in Fig. 2.42, B.

Laten we nu een complexer circuit bekijken met twee parallelle takken die actieve en reactieve weerstanden bevatten
(Afb. 2.44, A).

Rijst. 2.44. Vertakte keten ( A) en zij gelijkwaardig circuit (B)

Voor hem is de voorwaarde voor resonantie dat de reactieve geleidbaarheid gelijk is aan nul: IkY = 0 . Deze gelijkheid betekent dat we het imaginaire deel van de complexe uitdrukking moeten hebben Y gelijk aan nul.

We bepalen de complexe geleidbaarheid van het circuit. Het is gelijk aan de som van de complexe geleidbaarheid van de takken:

Als we de uitdrukking tussen haakjes gelijkstellen aan nul, krijgen we:

of . (2.34)

Linker en rechter gedeelte laatste uitdrukking zijn niets meer dan reactieve geleidbaarheid van de eerste en tweede tak B1 En B2 . Vervanging van het diagram in Fig. 2.44, A equivalent (Fig. 2.44, B), waarvan de parameters worden berekend met behulp van formule (2.31), en met behulp van de resonantievoorwaarde( B = B 1 – B 2 = 0), komen we opnieuw tot uitdrukking (2.34).

Het diagram in afb. 2.44, B komt overeen met het vectordiagram getoond in Fig. 2.45.

Resonantie in een vertakt circuit wordt stroomresonantie genoemd. De reactieve componenten van de stromen van parallelle takken zijn tegengesteld in fase, gelijk in grootte en heffen elkaar op, en de som van de actieve componenten van de takstromen geeft de totale stroom.

Rijst. 2.45. Vectordiagram van de resonantiemodus van een vertakt circuit

Voorbeeld 2.23. Tellen R2 En x 3 bekend, bepaal de waarde x 1 , waarbij spanningsresonantie optreedt in het circuit (Fig. 2.46, A). Construeer een vectordiagram voor de resonantiemodus.

SAMARA STATE UNIVERSITEIT VAN COMMUNICATIE

Elektrische circuits van wisselstroom Het fenomeen resonantie.

Voltooid:

Antropov A.I.

Gecontroleerd:

Borodina A.V.

Samara 2009

AC-elektrische circuits. Resonantie fenomeen

Resonantie fenomeen verwijst naar de belangrijkste eigenschappen van elektrische circuits vanuit praktisch oogpunt. Het ligt in het feit dat een elektrisch circuit dat reactieve elementen bevat, is puur resistief .

Algemene resonantietoestand voor elk netwerk met twee terminals kan worden geformuleerd als Im[ Z]=0 of ik[ Y]=0, waar Z En Y complexe weerstand en geleidbaarheid van een tweeterminalnetwerk. Bijgevolg wordt de resonantiemodus volledig bepaald door de parameters electronisch circuit en is er niet afhankelijk van externe invloed daarop afkomstig van bronnen van elektrische energie.

Om de voorwaarden voor het optreden van de resonantiemodus te bepalen in een elektrisch circuit heb je nodig:

· vind de complexe weerstand of geleidbaarheid ervan;

· selecteer het denkbeeldige deel en stel dit gelijk aan nul.

Alle parameters van het elektrische circuit die in de resulterende vergelijking zijn opgenomen, zullen tot op zekere hoogte de kenmerken van het resonantieverschijnsel beïnvloeden.

Vergelijking Im[ Z]=0 kan meerdere oplossingswortels hebben met betrekking tot elke parameter. Dit betekent de mogelijkheid dat er resonantie optreedt voor alle waarden van deze parameter die overeenkomen met de wortels van de oplossing en een fysieke betekenis hebben.

In elektrische circuits kan resonantie worden overwogen bij de volgende problemen:

· analyse van dit fenomeen met variaties in circuitparameters;

· synthese van een circuit met gespecificeerde resonantieparameters.

Elektrische circuits met grote hoeveelheid reactieve elementen en verbindingen kunnen aanzienlijke analyseproblemen opleveren en worden bijna nooit gebruikt voor de synthese van circuits met gespecificeerde eigenschappen, omdat Het is voor hen niet altijd mogelijk om tot een eenduidige oplossing te komen. Daarom worden in de praktijk de eenvoudigste netwerken met twee terminals bestudeerd en met hun hulp worden complexe circuits met de vereiste parameters gecreëerd.

Faseverschuiving tussen stroom en spanning. Het concept van een netwerk met twee terminals

De eenvoudigste elektrische circuits waarin resonantie kan optreden zijn serie- en parallelle verbindingen van een weerstand, inductantie en capaciteit. Volgens het aansluitschema worden deze circuits genoemd serie- en parallelle resonantiekring . De aanwezigheid van weerstandsweerstand in het resonantiecircuit is per definitie niet verplicht en mag niet als afzonderlijk element (weerstand) aanwezig zijn. Bij het analyseren van resistieve weerstand moet echter rekening worden gehouden ten minste weerstand van de geleider.

Het serieresonantiecircuit is weergegeven in figuur 2. 1a). De complexe weerstand van het circuit is gelijk aan

De resonantievoorwaarde uit uitdrukking (1) zal zijn

Er treedt dus resonantie in het circuit op, ongeacht de waarde van de weerstandsweerstand R Wanneer inductieve reactantie xL= w L gelijk aan capacitief xC= 1/(gew C). Zoals volgt uit uitdrukking (2) kan deze toestand worden verkregen door een van de drie parameters te variëren - L , C en w, evenals elke combinatie daarvan. Bij het variëren van een van de parameters kan de resonantieconditie worden weergegeven als

Alle grootheden in uitdrukking (3) zijn positief, daarom wordt altijd aan deze voorwaarden voldaan, d.w.z. resonantie in een serieschakeling kan worden gecreëerd

· verandering in inductie L bij constante waarden C en W ;

· verandering in capaciteit C bij constante waarden L en W ;

· het veranderen van de frequentie w bij constante waarden L En C .

Het grootste belang voor de praktijk is frequentievariatie. Laten we daarom de processen in het circuit onder deze voorwaarde bekijken.

Wanneer de frequentie verandert, verandert de resistieve component van de complexe weerstand van het circuit Z blijft constant, maar de reactieve verandert. Daarom het einde van de vector Z op het complexe vlak beweegt het langs een rechte lijn evenwijdig aan de denkbeeldige as en door het punt R reële as (Fig. 1 b)). In de resonantiemodus: de denkbeeldige component Z gelijk aan nul en Z = Z = Z min = R, j = 0, d.w.z. impedantie bij resonantie komt overeen met de minimumwaarde .

Inductieve en capaciteit variëren afhankelijk van de frequentie, zoals weergegeven in Fig. 2. Wanneer de frequentie naar nul neigt xC ®µ , xL® 0, en j® - 90° (Fig. 1 b)). Met een oneindige toename van de frequentie - xL ®µ , xC® 0 en j® 90°. Gelijkheid van weerstanden xL En xC treedt op in resonantiemodus bij frequentie w 0 .

Laten we nu de spanningsvallen over de circuitelementen bekijken. Laat het resonantiecircuit worden gevoed door een bron met de eigenschappen emf-bron, d.w.z. ingangsspanning van het circuit u= const, en laat de stroom in het circuit gelijk zijn i =Ik ben zonde T. De spanningsval aan de ingang wordt gecompenseerd door de som van de spanningen over de elementen

Als we van amplitudewaarden naar werkelijke waarden gaan, verkrijgen we uit uitdrukking (4) spanningen individuele elementen contour

En op de resonantiefrequentie

een grootheid die de dimensie van weerstand heeft en wordt genoemd golf- of karakteristieke impedantie contour.

Bij resonantie dus

· de spanning over de weerstand is gelijk aan de spanning aan de circuitingang;

· de spanningen op de reactieve elementen zijn hetzelfde en evenredig met de karakteristieke impedantie van het circuit;

· de verhouding van de spanning aan de ingang van het circuit (op de weerstand) en de spanningen op de reactieve elementen wordt bepaald door de verhouding van de resistieve en karakteristieke impedanties.

Houding golf weerstand naar resistieve r/ R = Q, genaamd kwaliteitsfactor van het circuit , en het omgekeerde D =1/Q - verzwakking . De kwaliteitsfactor is dus numeriek gelijk aan de verhouding van de spanning op het reactieve element van de schakeling tot de spanning op de weerstand of aan de ingang in resonantiemodus. De kwaliteitsfactor kan enkele tientallen eenheden bedragen en de spanning op de reactieve elementen van het circuit zal hetzelfde aantal keren hoger zijn dan de ingang. Daarom wordt resonantie in een serieschakeling genoemd spanning resonantie .

Laten we eens kijken naar de afhankelijkheid van spanning en stroom in het circuit van de frequentie. Om een ​​algemene analyse mogelijk te maken, gaan we in uitdrukkingen (5) over op relatieve eenheden en verdelen ze in ingangsspanning bij resonantie

U =R.I. 0

waar ik = I /I 0, u k =Verenigd Koninkrijk /U, v = w /w 0 - respectievelijk stroom, spanning en frequentie relatieve eenheden, waarin stroom als basisgrootheden wordt genomen I 0, ingangsspanning U en frequentie w0 in resonantiemodus.

De absolute en relatieve stroom in het circuit zijn gelijk aan

Uit uitdrukkingen (7) en (8) volgt dat de aard van de verandering in alle hoeveelheden wanneer de frequentie verandert alleen afhangt van de kwaliteitsfactor van het circuit. Grafische weergave ze bij Q=2 wordt getoond in Fig. 3 op logaritmische (a) en lineaire (b) schalen van de abscis-as.

In afb. 3 bochten A(v), B(v) en C(v) komt overeen met de spanning over de inductor, capaciteit en weerstand of de stroom in het circuit. Rondingen A(v)=u L(v) en B(v)=u C(v) hebben maxima, waarvan de spanningen worden bepaald door de uitdrukking

en de relatieve frequenties van de maxima zijn gelijk

Met toenemende kwaliteitsfactor Q ®µ A maximaal = B max® Q, en v 1®1.0 en v 2®1.0.

Naarmate de kwaliteitsfactor afneemt, worden de maxima van de curven u L(v) en u MET(v) worden verschoven ten opzichte van de resonantiefrequentie, en wanneer Q 2 < 1/2 исчезают, и кривые относительных напряжений становятся монотонными.

De spanning over de weerstand en de stroom in de schakeling zijn bij de resonantiefrequentie maximaal 1,0. Als we de ordinaat-as plaatsen absolute waarden stroom of spanning over de weerstand, en dan voor verschillende betekenissen kwaliteitsfactor, ze zullen de vorm hebben die wordt getoond in Fig. 4. Over het algemeen geven ze een idee van de aard van veranderingen in hoeveelheden, maar het is handiger om vergelijkingen in relatieve eenheden te maken.

In afb. 5 toont de curven van Fig. 4 in relatieve eenheden. Hier is te zien dat een toename van de kwaliteitsfactor de snelheid van de stroomverandering beïnvloedt wanneer de frequentie verandert.

Er kan worden aangetoond dat het verschil in relatieve frequenties overeenkomt met de relatieve stroomwaarden

Laten we nu verder gaan met het analyseren van de afhankelijkheid van de faseverschuiving tussen stroom en spanning aan de circuitingang van de frequentie. Uit uitdrukking (1) blijkt dat hoek j gelijk is aan

Wanneer elektriciteit door de elementen stroomt elektrisch schema mogelijk voorkomen verschillende modi; het samenvallen in fase van de vector van stromen en spanningen in circuits met capaciteit en inductie wordt het fenomeen van elektrische resonantie genoemd.

Hiermee verdwijnt het reactieve karakter van de belasting en wordt aan alle relaties voor actieve weerstand voldaan X=Ik ben ∙Z, B= Ik ben ∙Y, R=Z, φ=0.

In de elektrotechniek is spanningsresonantie mogelijk wanneer inductieve en capacitieve belastingselementen in serie worden geschakeld. Laten we de manifestatie ervan bekijken voor het eenvoudigste circuit met een opeenvolgend gevormd circuit, wanneer resonantie optreedt in het geval van X=X L -X C =0. Laten we het uitdrukken XL L = X C, en na het vervangen van hun uitdrukkingen krijgen we de relatie:

φL=1/φC.

Voor het onderhavige geval bevinden de inductantie- en capaciteitsspanningsvectoren zich in tegengestelde fasen en zijn ze met elkaar in evenwicht. In dit geval beïnvloedt alle spanning die op het elektrische circuit wordt toegepast de actieve weerstand. Het vectordiagram wordt als volgt weergegeven:

Het diagram laat zien dat de spanningswaarden bij reactieve belastingen bij resonantie kunnen ze de ingangsspanning van het circuit aanzienlijk overschrijden. Om deze parameter te evalueren, werd de term kwaliteitsfactor van het circuit geïntroduceerd Q.

Q=U L /U=U C /U=x Lsnijden /R=x Snijden /R.

Het hangt af van de frequentie, capaciteit of inductie. Door een van de vermelde parameters te wijzigen, kunt u de waarde van de kwaliteitsfactor aanpassen. Het heeft een brede toepassing gevonden in de radiotechniek, waar de waarde ervan wordt verhoogd tot grote waarden van enkele honderden eenheden tijdens spanningsresonantie.

In dit geval treden er veranderingen op in de reactieve en totale weerstand in het circuit, wat resulteert in veranderingen in stromen, spanningen en fasehoeken diverse ontvangers elektriciteit.

Afhankelijkheid van elektrische circuitparameters bij het wijzigen van capaciteitswaarden Met O om resonantie te creëren toont de grafiek:

Maat Met O drukt de verhouding uit: Met O =1/(ω2L).

Het is heel goed mogelijk om de zaak te overwegen parallelle verbinding ladingen R, L En C. Een vectordiagram van het formulier is hiervoor geldig:

In de praktijk hebben we te maken met complexere verbindingen van elementen. U kunt bijvoorbeeld een vertakt circuit nemen met 2 parallelle takken, inclusief zowel actieve als reactieve belastingen.

Voor een gegeven circuit treedt resonantie op wanneer de component van zijn reactieve geleiding gelijk is aan nul Ik ben ∙Y=0. Dat wil zeggen dat in het onderhavige geval het imaginaire deel van de complexe uitdrukking Y gelijk is aan nul.

Laten we de waarde vinden complexe geleidbaarheid voor het circuit, die zal worden uitgedrukt door de som van alle geleidbaarheid in de takken.

Y=Y1+Y2=1/Z1+1/Z2=1/(R1+jx1)+1/(R2-jx2)=(R1-jx1)/(R 2 1+x 2 1)+(R2+jx2 )/(R 2 2+x 2 2)=
R1/(R 2 1+x 2 1)+R2/(R 2 2+x 2 2)-j(x1/(R 2 1+x 2 1)-x2/(R 2 2+x 2 2)).

Expressie gemarkeerd haakjes, gelijk aan nul en bereken de verhouding:

x1/(R 2 1+x 2 1)=x2/(R 2 2+x 2 2).

Deze relatie kan in uitgebreide vorm worden weergegeven:

φL/(R 2 1+(φL) 2)=(1/φC)/(R 2 2+(1/φC) 2).

We hebben een uitdrukking verkregen die niet vergelijkbaar is met de reactieve geleidbaarheid voor de 1e en 2e tak van het circuit met IN 1 En OM 2 UUR. Laten we het circuit dat we overwegen vervangen door een gelijkwaardig exemplaar. De parameterwaarden worden bepaald door berekening voor resonantieomstandigheden wanneer B=B1-B2=0:

Zo kwamen we tot de gewenste expressie. Het fasordiagram voor het resulterende vertakte schakelschema kan als volgt worden uitgedrukt:

In vertakte circuits treedt het fenomeen van stroomresonantie op wanneer de reactieve delen van de stromen voor tegengestelde takken in tegengestelde richtingen zijn gericht en qua grootte in evenwicht zijn. De totale stroom in het circuit wordt gevormd door de som van de componenten van actieve stromen in de takken.

Het fenomeen van stroom- en spanningsresonantie wordt waargenomen in inductief-capacitieve circuits. Dit fenomeen heeft toepassing gevonden in radio-elektronica en is de belangrijkste manier geworden om een ​​ontvanger op een specifieke golflengte af te stemmen. Helaas kan resonantie schade aan elektrische apparatuur en kabellijnen veroorzaken. In de natuurkunde is resonantie het samenvallen van frequenties van verschillende systemen. Laten we eens kijken naar wat resonantie van spanningen en stromen is, welke betekenis het heeft en waar het wordt gebruikt in de elektrotechniek.

Inductie- en capaciteitsreactanties

Inductie is het vermogen van een lichaam om energie in een magnetisch veld te accumuleren. Het wordt gekenmerkt door een fasevertraging tussen de stroom en de spanning. Typische inductieve elementen zijn smoorspoelen, spoelen, transformatoren, elektromotoren.

Capaciteit verwijst naar elementen die energie accumuleren met behulp van een elektrisch veld. Capacitieve elementen worden gekenmerkt door een fasevertraging tussen spanning en stroom. Capacitieve elementen: condensatoren, varicaps.

Hun belangrijkste eigenschappen worden gegeven; de nuances worden in het kader van dit artikel niet in aanmerking genomen.

Behalve genoemde elementen andere hebben ook een bepaalde inductie en capaciteit, zoals in elektrische kabels, verdeeld over de lengte ervan.

Capaciteit en inductie in een wisselstroomcircuit

Als het in ketens is Gelijkstroom capaciteit binnen in algemene zin vertegenwoordigt een open gedeelte van het circuit, en inductantie is een geleider, en bij wisselspanning zijn condensatoren en spoelen een reactief analoog van een weerstand.

Reactantie inductor wordt bepaald door de formule:

Vectordiagram:

Condensatorreactantie:

Hier is w de hoekfrequentie, f is de frequentie in het sinusoïdale stroomcircuit, L is de inductantie, C is de capaciteit.

Vectordiagram:

Het is vermeldenswaard dat bij het berekenen van reactieve elementen die in serie zijn verbonden, de formule wordt gebruikt:

Houd er rekening mee dat de capacitieve component met een minteken wordt weergegeven. Als er ook een actieve component (weerstand) in het circuit zit, voeg deze dan toe volgens de formule van de stelling van Pythagoras (gebaseerd op het vectordiagram):

Waar hangt de reactantie van af? Reactieve kenmerken zijn afhankelijk van de waarde van de capaciteit of inductie, evenals van de frequentie van de wisselstroom.

Als je naar de formule voor de reactieve component kijkt, zul je merken dat bij bepaalde waarden van de capacitieve of inductieve component hun verschil gelijk zal zijn aan nul, en dat er alleen actieve weerstand in het circuit achterblijft. Maar dit zijn niet alle kenmerken van deze situatie.

Resonantie van spanning

Als een condensator en een inductor in serie zijn geschakeld met de generator, zal er, op voorwaarde dat hun reactanties gelijk zijn, spanningsresonantie optreden. In dit geval moet het actieve deel Z zo klein mogelijk zijn.

Het is vermeldenswaard dat inductantie en capaciteit alleen reactieve eigenschappen hebben in geïdealiseerde voorbeelden. In echte circuits en elementen is er altijd actieve weerstand van de geleiders, hoewel deze extreem klein is.

Bij resonantie wordt energie uitgewisseld tussen de inductor en de condensator. In ideale voorbeelden wordt, wanneer de energiebron (generator) aanvankelijk is aangesloten, energie opgeslagen in de condensator (of inductor) en nadat deze is uitgeschakeld, treden er als gevolg van deze uitwisseling continue oscillaties op.

De spanningen over de inductantie en capaciteit zijn ongeveer hetzelfde, volgens:

Waar X respectievelijk Xc capacitief of XL inductieve reactantie is.

Er wordt een circuit genoemd dat bestaat uit inductie en capaciteit oscillerend circuit. De frequentie wordt berekend met de formule:

De oscillatieperiode wordt bepaald door de Thompson-formule:

Omdat de reactantie afhangt van de frequentie, neemt de inductantieweerstand toe met toenemende frequentie, terwijl die van de capaciteit afneemt. Als de weerstanden gelijk zijn, dan totale weerstand neemt aanzienlijk af, wat wordt weerspiegeld in de grafiek:

De belangrijkste kenmerken van de schakeling zijn kwaliteitsfactor (Q) en frequentie. Als we het circuit beschouwen als een netwerk met vier terminals, wordt de transmissiecoëfficiënt na eenvoudige berekeningen teruggebracht tot de kwaliteitsfactor:

En de spanning op de circuitterminals neemt toe in verhouding tot de transmissiecoëfficiënt (kwaliteitsfactor) van het circuit.

VK=Uin*Q

Bij spanningsresonantie geldt: hoe hoger de kwaliteitsfactor, hoe meer de spanning op de circuitelementen de spanning van de aangesloten generator zal overschrijden. De spanning kan tientallen of honderden keren toenemen. Dit wordt weergegeven in de grafiek:

Vermogensverliezen in het circuit worden alleen veroorzaakt door de aanwezigheid van actieve weerstand. Er wordt alleen energie uit de stroombron gehaald om de oscillaties in stand te houden.

De arbeidsfactor is gelijk aan:

Deze formule laat zien dat verliezen optreden als gevolg van actief vermogen:

S=P/Cosф

Huidige resonantie wordt waargenomen in circuits waar inductie en capaciteit parallel zijn geschakeld.

Het fenomeen bestaat uit het vloeien van grote stromen tussen de condensator en de spoel, waarbij er geen stroom loopt in het onvertakte deel van het circuit. Dit wordt verklaard door het feit dat wanneer de resonantiefrequentie wordt bereikt, de totale weerstand Z toeneemt. Of in eenvoudige taal klinkt als volgt - op het resonantiepunt het maximum algemene betekenis weerstand Z, waarna een van de weerstanden toeneemt en de andere afneemt, afhankelijk van of de frequentie toeneemt of afneemt. Dit is duidelijk te zien in de grafiek:

Over het algemeen is alles vergelijkbaar met het vorige fenomeen; de voorwaarden voor het optreden van stroomresonantie zijn als volgt:

1. De voedingsfrequentie is vergelijkbaar met de resonantiefrequentie van het circuit.
2. Geleidbaarheid van inductie en capaciteit volgens wisselstroom zijn gelijk aan BL=Bc, B=1/X.

Toepassing in de praktijk

Laten we eens kijken naar de voordelen en nadelen van resonantie van stromen en spanningen. Het resonantiefenomeen heeft het grootste voordeel opgeleverd voor radiozendapparatuur. In eenvoudige woorden, en het ontvangercircuit heeft een spoel en een condensator die op de antenne zijn aangesloten. Door de inductie te veranderen (bijvoorbeeld door de kern te verplaatsen) of de capaciteitswaarde (bijvoorbeeld met een variabele luchtcondensator), stem je de resonantiefrequentie af. Hierdoor neemt de spanning op de spoel toe en vangt de ontvanger een bepaalde radiogolf op.

Deze verschijnselen kunnen schade veroorzaken in de elektrotechniek, bijvoorbeeld kabel lijnen. De kabel vertegenwoordigt inductantie en capaciteit verdeeld over de lengte ervan, als lange rij Pas spanning toe in de inactieve modus (wanneer er geen belasting is aangesloten op het uiteinde van de kabel tegenover de stroombron). Daarom bestaat het gevaar dat er een isolatiestoring optreedt; om dit te voorkomen, wordt een lastballast aangesloten. Ook kan een soortgelijke situatie tot mislukking leiden elektronische componenten Meetinstrumenten en andere elektrische apparatuur zijn gevaarlijke gevolgen van dit fenomeen.

Conclusie

Spannings- en stroomresonantie is een interessant fenomeen om rekening mee te houden. Het wordt alleen waargenomen in inductief-capacitieve circuits. Het kan niet voorkomen in circuits met een hoge actieve weerstand. Laten we het samenvatten door de belangrijkste vragen over dit onderwerp kort te beantwoorden:

1. Waar en in welke circuits wordt het fenomeen resonantie waargenomen?

In inductief-capacitieve circuits.

1. Wat zijn de voorwaarden voor het optreden van resonantie van stromen en spanningen?

Treedt op als de reactanties gelijk zijn. Het circuit moet een minimale actieve weerstand hebben en de frequentie van de stroombron moet overeenkomen met de resonantiefrequentie van het circuit.

1. Hoe vind je de resonantiefrequentie?

In beide gevallen volgens de formule:w=(1/LC)^(1/2)

1. Hoe het fenomeen te elimineren?

Door de actieve weerstand in het circuit te vergroten of de frequentie te veranderen.

Nu weet je wat resonantie van stromen en spanningen is, wat de voorwaarden zijn voor het optreden ervan en de toepassingen in de praktijk. Om het materiaal te consolideren, raden we aan een nuttige video te bekijken

In het geval dat een elektrisch circuit elementen bevat met zowel capacitieve als inductieve eigenschappen, kan er een resonantiemodus optreden. Bovendien ontstaat er resonantie in een elektrisch circuit wanneer de stroom en de spanning in fase zijn. De reactantie en geleidbaarheid aan de ingang zijn nul. Er is helemaal geen faseverschuiving en het circuit wordt actief.

Redenen voor resonantie

Spanningsresonantie treedt op wanneer seriële verbinding gebieden met inductieve en capacitieve weerstanden, evenals weerstanden. Zo'n eenvoudig circuit wordt vaak een serie- of parallelschakeling genoemd.

De aanwezigheid van weerstandsweerstand is niet noodzakelijk in het resonantiecircuit. Er moet echter rekening mee worden gehouden bij het bepalen van de weerstand van geleiders. De resonantiemodus hangt dus volledig af van de parameters en eigenschappen van het elektrische circuit. Het heeft helemaal geen invloed op hem externe bronnen elektrische energie.

Om de omstandigheden te bepalen waaronder de resonantiemodus optreedt, is het noodzakelijk om het elektrische circuit te controleren om de geleidbaarheid of het complex ervan te bepalen. Bovendien moet het denkbeeldige deel ervan worden geïsoleerd en gelijk worden gesteld aan nul.

Resonantiekarakteristieken

Alle parameters die in het circuit zijn opgenomen en aanwezig zijn in de resulterende vergelijking, beïnvloeden op de een of andere manier de indicatoren die resonantieverschijnselen karakteriseren. Afhankelijk van de parameters in de vergelijking kan de oplossing er meerdere hebben verschillende opties. Tegelijkertijd zullen alle oplossingen overeenkomen met hun eigen versie en vervolgens fysieke betekenis krijgen.

IN verschillende types elektrische circuits wordt bij het analyseren van verschillende opties in de regel rekening gehouden met het fenomeen resonantie. In deze zelfde gevallen kan circuitsynthese worden uitgevoerd waarbij de resonantieparameters vooraf zijn ingesteld.

Elektrische circuits die dat wel hebben een groot aantal van verbindingen en reactieve elementen, staan ​​voor serieus probleem bij het uitvoeren van analyses. Ze worden nooit gebruikt bij de synthese met vooraf bepaalde eigenschappen, omdat het niet altijd mogelijk is om het gewenste resultaat te verkrijgen. Daarom wordt in de praktijk vooral onderzoek gedaan naar bipolaire apparaten eenvoudige ontwerpen en op basis van de verkregen gegevens worden complexere circuits met vooraf bepaalde parameters gecreëerd.

De resonantie van een elektrisch circuit is dus een nogal complex fenomeen, vanwege het gebruik van bepaalde elementen. Door met dit fenomeen rekening te houden, is het mogelijk om de parameters en andere kenmerken zo volledig mogelijk te bepalen.

Resonanties van stromen en spanningen