- •Резонансные свойства rlc-цепей
- •1. Свободные и вынужденные колебания в lc-цепях
- •1.1. Пассивные элементы линейных цепей
- •1.2. Представление величин, изменяющихся во времени по гармоническому закону
- •1.3. Пассивные элементы линейных цепей гармонического тока
- •1.3.1. Электродвижущая сила конденсатора
- •1.3.2. Электродвижущая сила катушки индуктивности
- •1.4. Затухание колебаний в реальных контурах
- •2.1. Условия резонанса в последовательном контуре
- •2. Последовательный колебательный контур
- •2.2. Резонанс напряжений в последовательномконтуре
- •2.3. Зависимости резонансного тока последовательного контура от частоты
- •2.4. Резонансная кривая последовательного контура
- •2.5. Полоса пропускания последовательного контура
- •2.6. Измерение добротности последовательного контура
- •3. Параллельный колебательный контур
- •3.1.Сопротивление параллельного контура при резонансе
- •3.2. Зависимость сопротивления параллельного контура от частоты
- •3.3. Понятие о резонансе токов и условия резонанса в параллельном контуре
- •3.4. Резонанс токов в идеальном и реальном параллельных контурах
- •3.5. Поведение резонансных характеристик параллельного контура при различных внутренних сопротивлениях генератора
- •3.6. Расширение полосы пропускания контура
- •3.7. Измерение добротности параллельного контура
- •Задания к лабораторной работе №5 «Последовательный колебательный контур»
- •Задания к лабораторной работе №6 «Параллельный колебательный контур»
3.5. Поведение резонансных характеристик параллельного контура при различных внутренних сопротивлениях генератора
Выясним, как изменяется ток в цепи и напряжение на контуре при изменении частоты генератора, имея в виду, что внутреннее сопротивление генератора не зависит от частоты, а сопротивление контура зависит.
Если
внутреннее сопротивление генератора
значительно меньше
резонансного сопротивлений контура,
то падение напряжения на внутреннем
сопротивлении генератора мало, и им
можно пренебречь.
Будем
считать, что
.
В этом случае напряжение на контуре не
зависит от частоты и всегда равно э. д.
с. генератора. Ток
в
общей цепи
.
Необходимо
учитывать, что сопротивление
контура – комплексное,
т. е. состоит из активной и реактивной
составляющих. Зависимость напряжения
на контуре и тока
в общей цепи при
показана на рис.18.
Ток в цепи при резонансе имеет наименьшее значение, равное
.
Кривая, показывающая зависимость тока в цепи от частоты генератора, называется резонансной кривой тока.

Рис.18.
Зависимость напряжения и тока параллельного
контура от частоты при
.
Говорить
о резонансной кривой напряжения при
не имеет смысла, так как напряжение на
контуре остается неизменным.
Если
внутреннее сопротивление генератора
значительно больше резонансного
сопротивления контура
,
то полное сопротивление
цепи можно считать практически неизменным,
равным
.
Ток в общей цепи при
этом не зависит от частоты генератора
и равен
,
где
– электродвижущая сила генератора
как идеального генератора напряжения.
В этом случае не следует говорить о резонансной кривой тока, так как с изменением частоты генератора ток в цепи практически не изменяется (рис.19).

Рис.19.
Зависимость напряжения и тока параллельного
контура от частоты при
>>![]()
Напряжение на контуре при этом хотя и составляет небольшую часть э. д. с. генератора, но при изменении частоты генератора резко изменяется.


Рис.20.
Зависимости напряжения (а) и тока (б)
параллельного контура от частоты при
различных соотношениях между внутренним
сопротивлением генератора
и сопротивлением контура![]()
Поведение резонансных характеристик параллельного контура при различных внутренних сопротивлениях генератора показано на рисунке 20, из которого следует, что:
(1)
форма резонансных кривых параллельного
контура зависит от соотношения между
и
;
(2) резонансная кривая тока и резонансная кривая напряжения параллельного контура не подобны друг другу по форме.
Поэтому
для параллельного контура следует
различать полосу пропускания по току
и по напряжению. В общем случае, когда
и
соизмеримы
по величине, резонансные кривыетока и напряжения можно
изобразить так,
как показано на рис. 20. Значения
полос пропускания по напряжению
и по току
не равны:
.
Полоса
пропускания контура по току
– это полоса частот, в
пределах которой ток в цепи изменяетсяне более чем в
раз
по сравнению с током при резонансе.
Соответственно
полосой пропускания
по напряжению будем
называть полосу частот, в пределах
которой напряжение на контуре изменяется
не болеечем в
раз по сравнению с напряжением при
резонансе.
Полоса пропускания
параллельного контура по току
имеет наименьшее значение при
,
и в этом случае равна полосе пропускания
последовательного контура по току
с такими же параметрамиL,
С,R. Величина
полосы пропускания определяется формулой
.
Расчеты
показывают, что при
полоса пропускания контура по току
увеличивается до значения
![]()
При
дальнейшем увеличении
полоса пропускания
по току растет и при
становится
бесконечно большой.
Полоса
пропускания параллельного контура по
напряжению
при
равна
полосе пропускания последовательного
контура по току
с такими же параметрами L,
С,
R
и определяется формулой
.
Однако этот случай представляет чисто теоретический интерес, поскольку напряжение на контуре при этом бесконечно мало.
При
полоса пропускания параллельного
контура по напряжению
в два раза больше полосы пропускания
последовательного контура по току
с такими же параметрами:
.
