Резонанс напряжений. Резонанс токов. Физический смысл.
В цепях переменного тока, где есть индуктивность и емкость, могут
возникнуть явления резонанса.
В общем случае под резонансом электрической цепи понимают такое состояние цепи, когда ток и напряжение совпадают по фазе, и, следовательно, эквивалентная схема цепи представляет собой активное сопротивление. Такое состояние цепи имеет место при определенном соотношении ее параметров, когда резонансная частота цепи равна частоте приложенного к ней напряжения.
Резонанс в электрической цепи сопровождается периодическим переходом энергии электрического поля емкости в энергию магнитного поля индуктивности и наоборот.
При резонансе в электрической цепи малые напряжения, приложенные к цепи, могут вызвать значительные токи и напряжения на отдельных ее участках. В цепи, где r,L,C соединены последовательно, может возникнуть резонанс напряжений, а в цепи, где r,L,C соединены параллельно– резонанс токов. Рассмотрим явление резонанса напряжений на примере цепи
Электрическая цепь, содержащая последовательно включенные r , L и С (а)
При резонансе ток и напряжение совпадают по фазе, т. е. угол 0 и полное сопротивление цепи равно ее активному сопротивлению.
Сдвиг фаз между напряжением и током. Активная мощность. Полная мощность. Понятие коэффициента мощности и способы его повышения.
Сдвиг фаз — разность между начальными фазами двух переменных величин, изменяющихся во времени периодически с одинаковой частотой. Сдвиг фаз является величиной безразмерной и может измеряться в радианах (градусах) или долях периода
Вследствие отставания фазы тока от фазы напряжения его направление в некоторые моменты не будет совпадать с направлением напряжения. В эти моменты мощность тока будет отрицательной, так как произведение положительной величины на отрицательную величину всегда будет отрицательным. Эта значит, что внешняя электрическая цепь в эти моменты становится не потребителем электрической энергии, а источником ее. Некоторое количество энергии, поступившей в цепь во время части периода, когда мощность была положительной, возвращается источнику энергии в ту часть периода, когда мощность отрицательна.
Чем больше сдвиг фаз, тем продолжительнее становятся части периода, в течение которых мощность делается отрицательной, тем, следовательно, меньше будет средняя мощность тока.
cдвиг фаз между напряжением и током определяется только параметрами нагрузки и не зависит от параметров тока и напряжения в цепи
Активная мощность — среднее за период значение мгновенной мощности переменного тока
В цепях однофазного синусоидального тока :
Активная мощность характеризует среднюю скорость преобразования электромагнитной энергии и в др. формы (тепловую, механическую, световую и т. д.). Измеряется в ваттах.
Активная мощность — есть ничто иное как полезная мощность, которая расходуется на совершение работы. Она необходима для определения коэффициента мощности (отношение активной мощности к полной мощности)
Активная мощность связана с полной мощностью формулой:
