Resonance ng mga alon

Parallel na koneksyon ng isang kapasitor at isang inductor sa isang alternating kasalukuyang circuit

Isaalang-alang ang mga phenomena sa chain alternating currentna naglalaman ng generator, kapasitor at inductor na konektado sa parallel. Ipagpalagay na ang circuit ay walang aktibong pagtutol.

Malinaw, sa naturang circuit ang boltahe ng parehong coil at ang kapasitor sa anumang oras ay katumbas ng boltahe na binuo ng generator.

Ang kabuuang kasalukuyang sa isang circuit ay binubuo ng mga alon sa mga sanga nito. Ang kasalukuyang sa inductive branch ay lags sa boltahe sa phase sa pamamagitan ng isang-kapat ng panahon, at ang kasalukuyang sa capacitive branch ay humahantong ito sa parehong quarter ng panahon. Samakatuwid, ang mga alon sa mga sanga sa anumang sandali ng oras ay nagiging phase-shifted na may kaugnayan sa bawat isa sa kalahating panahon, iyon ay, sila ay nasa antiphase. Kaya, ang mga alon sa mga sanga sa anumang oras ay nakadirekta patungo sa isa't isa, at ang kabuuang kasalukuyang sa unbranched na bahagi ng circuit ay katumbas ng kanilang pagkakaiba.

Nagbibigay ito sa amin ng karapatang magsulat ng pagkakapantay-pantay I = IL -integral circuit

saan ako- epektibong halaga ng kabuuang kasalukuyang sa circuit, I L at integrated circuit — mga epektibong halaga ng mga alon sa mga sanga.

Gamit ang batas ng Ohm upang matukoy ang mga epektibong halaga ng kasalukuyang sa mga sanga, nakukuha namin:

Il = U / XL at Az° C = U / XC

Kung ang circuit ay pinangungunahan ng inductive resistance, ibig sabihin. XL Higit pa ▼ XC, ang kasalukuyang sa likid ay mas mababa kaysa sa kasalukuyang sa kapasitor; samakatuwid ang kasalukuyang sa unbranched na seksyon ng circuit ay capacitive sa kalikasan at ang circuit sa kabuuan para sa generator ay magiging capacitive. Sa kabaligtaran, na may XC na mas malaki kaysa sa XL, ang kasalukuyang sa kapasitor ay mas mababa kaysa sa kasalukuyang sa likid; samakatuwid ang kasalukuyang sa unbranched na seksyon ng circuit ay pasaklaw, at ang circuit sa kabuuan para sa generator ay magiging pasaklaw.

Hindi dapat kalimutan na sa parehong mga kaso ang pag-load ay reaktibo, i.e. hindi nauubos ng circuit ang kapangyarihan ng generator.

Resonance ng mga alon

Isaalang-alang natin ngayon ang kaso kapag ang kapasitor at coil na konektado sa parallel ay naging pantay sa kanilang reactance, i.e. XlL = X°C.

Kung, tulad ng dati, ipinapalagay namin na ang coil at ang kapasitor ay walang aktibong paglaban, kung gayon kung ang kanilang mga reaksyon ay pantay (YL = Y° C) ang kabuuang kasalukuyang sa walang sanga na bahagi ng circuit ay magiging zero, habang sa mga sanga ay pantay. ang mga agos ay dadaloy nang may pinakamalaking magnitude. Sa kasong ito, ang phenomenon ng resonance currents ay nangyayari sa circuit.

Sa kasalukuyang resonance, ang mga epektibong halaga ng mga alon sa bawat sangay, na tinutukoy ng mga ratio na IL = U / XL at Аz° С = U / XC ay magiging katumbas ng bawat isa, upang ang XL = XC.

Ang konklusyon na aming naabot ay maaaring mukhang kakaiba sa unang tingin. Sa katunayan, ang generator ay puno ng dalawang resistances at walang kasalukuyang sa unbranched na bahagi ng circuit, habang pantay at, bukod dito, ang pinakamalaking alon ay dumadaloy sa mga resistances mismo.

Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pag-uugali ng magnetic field ng coil at electric field ng isang kapasitor… Sa resonance ng mga agos, gaya ng sa boltahe resonance, mayroong isang pagbabago-bago ng enerhiya sa pagitan ng field ng coil at ng field ng capacitor. Ang generator, pagkatapos na maihatid ang enerhiya sa circuit, ay lumilitaw na nakahiwalay. Maaari itong ganap na patayin at ang kasalukuyang nasa branched na bahagi ng circuit ay pananatilihin nang walang generator ng enerhiya na unang iniimbak ng circuit. Gayundin, ang boltahe sa mga terminal ng circuit ay mananatiling eksaktong kapareho ng ginawa ng generator.

Kaya, kapag ang inductor at ang kapasitor ay konektado sa parallel, nakakuha kami ng isang oscillator circuit na naiiba mula sa inilarawan sa itaas lamang na ang generator na lumilikha ng mga oscillations ay hindi direktang konektado sa circuit at ang circuit ay sarado. Mga graph ng mga alon, boltahe at kapangyarihan sa circuit sa resonance ng mga alon: a - ang aktibong pagtutol ay katumbas ng zero, ang circuit ay hindi kumonsumo ng enerhiya; b - ang circuit ay may aktibong pagtutol, ang isang kasalukuyang ay lumitaw sa hindi sanga na bahagi ng circuit, ang circuit ay kumonsumo ng enerhiya

Ang L, C at e, kung saan nangyayari ang kasalukuyang resonance, ay tinutukoy, tulad ng sa boltahe resonance (kung pinabayaan natin ang aktibong paglaban ng circuit), sa pamamagitan ng pagkakapantay-pantay:

ωL = 1 / ω° C

Samakatuwid:

eres = 1 / 2π√LC

Lres = 1 / ω2C

Piraso = 1 / ω2L

Sa pamamagitan ng pagbabago ng alinman sa tatlong dami na ito, ang pagkakapantay-pantay na Xl = X° C ay maaaring makamit, ibig sabihin, gawing isang oscillating circuit ang circuit.

Kaya, mayroon kaming isang closed oscillating circuit kung saan maaari kaming magbuod ng mga electrical oscillations, i.e. alternating current. At kung hindi dahil sa aktibong paglaban na taglay ng bawat oscillating circuit, maaaring patuloy na umiral dito ang isang alternating current.Ang pagkakaroon ng aktibong paglaban ay humahantong sa ang katunayan na ang mga oscillation sa circuit ay unti-unting namamatay, at upang mapanatili ang mga ito, kinakailangan ang isang mapagkukunan ng enerhiya - isang alternator.

Sa non-sinusoidal current circuits, ang mga resonant mode ay posible para sa iba't ibang harmonic na bahagi.

Ang mga resonant na alon ay malawakang ginagamit sa pagsasanay. Ang kababalaghan ng kasalukuyang resonance ay ginagamit sa mga filter ng bandpass bilang isang de-koryenteng "clamp" na nagpapaantala sa isang tiyak na dalas. Dahil mayroong isang makabuluhang kasalukuyang pagtutol sa frequency f, ang pagbaba ng boltahe sa circuit sa frequency f ay magiging maximum. Ang pag-aari na ito ng loop ay tinatawag na selectivity, ginagamit ito sa mga radio receiver upang ihiwalay ang signal ng isang partikular na istasyon ng radyo. Ang isang oscillating circuit na tumatakbo sa isang resonant mode ng mga alon ay isa sa mga pangunahing bahagi mga elektronikong generator.