Conectarea paralelă a condensatorului și a inductorului la circuitul de curent alternativ
Să luăm în considerare fenomenul într-un circuit de curent alternativ. care conține un generator, un condensator și un inductor, conectate în paralel. Să presupunem că lanțul nu are o rezistență activă.
Evident, într-un astfel de circuit, tensiunea atât pe bobină cât și pe condensator în orice moment este egală cu tensiunea dezvoltată de generator.
Curentul total din circuit este alcătuit din curenții din ramurile lui. Curentul din ramura inductivă rămâne în fază de la tensiune cu un sfert de perioadă, iar curentul din ramura capacitivă o depășește cu același trimestru al perioadei. Prin urmare, curenții din ramuri în orice moment al timpului se dovedesc a fi deplasați în fază unul față de celălalt cu o jumătate de perioadă, adică sunt în antifază. Astfel, curenții din ramificații în orice moment sunt direcționați unul către celălalt, iar curentul total în porțiunea nepartimentată a circuitului este egală cu diferența dintre ele.
Aceasta ne dă dreptul de a scrie egalitatea I = IL-IC
Folosind legea lui Ohm pentru a determina valorile efective ale curentului în ramuri, obținem:
Il = U / XL și I C = U / XC
Dacă rezistența inductivă predomină în circuit, XL este mai mare decât XC. curentul în bobina este mai mic decât curentul din condensator; prin urmare, curentul în porțiunea neramificată a lanțului este de natură capacitivă, iar circuitul ca întreg pentru generator va fi capacitiv. Și, dimpotrivă, cu XC mai mare decât XL. curentul din condensator este mai mic decât curentul din bobină; în consecință, curentul în porțiunea neramificată a circuitului are un caracter inductiv, iar circuitul ca întreg pentru generator va fi inductiv.
În acest caz, nu trebuie să uităm că în ambele cazuri sarcina este reactivă, adică circuitul nu consumă energia generatorului.
Să analizăm acum cazul când condensatorul conectat paralel și bobina au reacții reactive egale, adică XlL = X C.
Dacă noi, ca și mai înainte, presupunem că bobina și condensatorul nu au nici o rezistență activă, atunci când egalitatea Reactanta lor (IL = YC), curentul total din partea dreaptă a circuitului va fi egal cu zero, în timp ce în ramurile vor curge curenți egale valoare maximă . În acest caz, fenomenul de rezonanță a curenților are loc în circuit.
Cu rezonanța curentă, valorile efective ale curenților din fiecare ramură, determinate de rapoartele IL = U / XL și I C = U / X C, sunt egale una cu cealaltă, deci XL = XC.
Concluzia la care am venit poate părea la prima vedere destul de ciudată. Într-adevăr, generatorul este încărcat cu două rezistențe și nu există curent în partea nerepartizată a circuitului, în timp ce în rezistențe este egal și cel mai mare curent de curent.
Acest lucru se explică prin comportamentul câmpului magnetic al bobinei și al câmpului electric al condensatorului. Când curenți de rezonanță, ca în rezonanța de tensiuni. există o oscilație a energiei între câmpul bobinei și câmpul condensatorului. Generatorul, care a raportat o dată energia lanțului, pare să fie izolat. Ar putea fi complet deconectat, iar curentul din partea ramificată a circuitului ar fi menținut fără generator de energie, care la început a fost stocată de lanț. Egal și tensiunea la bornele circuitului ar rămâne exact ca generatorul dezvoltat.
Astfel, în paralel a condensatorului și inductor ne-am circuit de oscilație excitat, caracterizat prin doar descrisă mai sus, în care oscilatorul generează oscilații nu este inclus direct în circuit și se obține un circuit închis.
Grafice de curenți, tensiuni și puteri în circuit la curenți de rezonanță: a - rezistența activă este zero, circuitul de putere nu consumă; b - circuitul are o rezistență activă, în partea neimparată a circuitului apare un curent, circuitul consumă energie
Valorile lui L, C și f. la care se produce rezonanța curenților, se determină, ca și în rezonanța tensiunilor (dacă rezistența activă a circuitului este neglijată), din ecuația:
# 969; L = 1 / # 969; C
f re = 1 / 2π√ LC
L re = 1 / # 969; 2 С
Cut = 1 / # 969; 2 L
Schimbând oricare din aceste trei cantitati, putem obtine egalitatea X l = X c. adică să transformăm circuitul într-un circuit oscilant.
Astfel, am obținut un circuit oscilator închis în care se pot produce oscilații electrice, adică un curent alternativ. Și dacă nu ar exista rezistența activă pe care o deține fiecare circuit oscilator, ar putea exista un curent alternativ în el. Prezența rezistenței active conduce la faptul că oscilațiile din circuit se diminuează treptat și, pentru a le menține, este necesară o sursă de energie - un alternator.
În circuitele de curent non-sinusoidal, sunt posibile moduri de rezonanță pentru diferite componente armonioase.
Curenții de rezonanță sunt utilizați pe scară largă în practică. Fenomenul rezonanței curente este folosit în filtrele de bandă largă ca un "dop" electric care întârzie o anumită frecvență. Deoarece curentul cu frecvența f este o rezistență semnificativă, căderea de tensiune pe circuit la frecvența f va fi maximă. Această proprietate a circuitului se numește selectivitate, este utilizată în receptoarele radio pentru a izola semnalul unei anumite posturi de radio. Circuitul oscilant, care funcționează în modul de curenți de rezonanță, este unul dintre nodurile principale ale generatoarelor electronice.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: