- •Розрахунок електричних кіл
- •1. Синусоїдний струм та основні величини, що його характеризують.
- •2. Зображення синусоїдних величин векторними.
- •3. Особливості кіл змінного струму.
- •4. Синусоїдний струм в опорі r.
- •5. Синусоїдний струм в індуктивності.
- •6. Синусоїдний струм в ємності.
- •7. Зображення синусоїдних величин векторами на комплексній площині.
- •9. Послідовне з’єднання елементів rlc у колі..
- •10. Паралельне з’єднання елементів rlc у колі.
- •8. Дії над комплексними числами.
- •11. Закони Кірхгофа у комплексній формі.
- •12. Розрахунок складних кіл синусоїдного струму символічним методом.
- •13. Потужність у комплексній формі.
- •14. Баланс потужностей.
- •15. Топографічна діаграма електричного кола.
- •16. Резонанс в електричних колах.
- •17. Послідовне з’єднання елементів r, l, c. Резонанс напруг.
- •18. Частотні характеристики опорів послідовного контура.
- •19. Паралельне з’єднання віток r, l і r, c. Резонанс струмів.
- •20. Частотні характеристики реактивних двополюсників.
16. Резонанс в електричних колах.
Внаслідок того, що
індуктивні та ємнісні опори (
),
а також індуктивні та ємнісні провідності
(
)
взаємно компенсуються, можливі випадки
коли у електричному колі при наявності
реактивних елементів, еквівалентний
реактивний опір, а відповідно і реактивна
провідність дорівнює нулю. Струм у колі
співпадає за фазою з напругою на вході
кола, тобто коло веде себе в ціло-му,
як активний опір. Кут зсуву фаз= 0. Назва цього явища –резонанс.
17. Послідовне з’єднання елементів r, l, c. Резонанс напруг.
Синусоїдна
напруга u
прикладена на вхід кола (Рис.
30) з послідовним
з’єднанням елементів R,
L,
C або в
комплексній формі:
за другим законом Кірхгофа
дорівнює сумі напруг на його елементах:
![]()


При
,
тобто вхідний опір кола – активний.
.
Це явище носить назвурезонанснапруг.Умова резонансу напруг –
рівністьек-вівалентного
реактивногоопорукола нулю, тобто:
, або
,
або![]()
Досягти резонансу можна підбором трьох параметрів – кутової частоти , індуктивності L або ємності C, які визначаються із умови резонансу.
Резонансна частота:
.Резонансна індуктивність:
![]()
Резонансна
ємність:
![]()
Індуктивний та ємнісний опорипри резонансі:
.
![]()
Величина
визначає опір індуктивного або ємнісного
елемента при резо-нансі і називаєтьсяхвильовим
або характеристичним
опором резонансного
контура.
Відношення напруги на реактивних елементах при резонансідо напруги на вході називаєтьсядобротністю(Q) контура.
.
![]()
При
напруги на реактивних елементах більші
від напруги на вході. Величина, обернена
добротності, називаєтьсязгасанням
( послабленням)
d кон-тура.
![]()
Векторна діаграма при резонансі напруг показана на Рис. 31.
Частотніхарактеристики
струму, напруг на елементах кола і кута
зсуву фаз між напругою і струмом(Рис. 32)виражаються залежностями:
;

;
;

При
резонансі у послідовному контуріенергія
коливається міжелектрич-ним
та магнітнимполями і при максимумі
струму в індуктивності зосереджу-ється
повністю у магнітному полі. При зменшенні
струму енергія поступово пе-реходить
із магнітного поля в електричне, і
при переході струму в індуктив-ності
через нуль, коли напруга на конденсаторі
досягає максимуму, вся
енергія зосереджена в електричному
полі. Далі процес повторюється. Прицьомуколо веде себе як
активний опір, повернення енергії із
полів контура до джерела не буде. Якщо
умови резонансу не виконуються, виникають
коливання енергії між джерелом і полями.
При кутових частотах від 0 доріндуктивний опір
менший
від ємнісного опору
і
.
На цьому проміжку частот
струм у колі випереджає напругу на вході
(
).
Зі збіль-шенням частоти
збільшується,
а
- зменшується і, відповідно,
за аб-солютним значенням також зменшується,
а струм у колі і напруга на активному
опорі збільшуються. При резонансній
частоті
індуктивний і ємнісний опори зрівняються
(
),
струм у колі досягає свого максимума
і спів-падає за фазою з вхідною напругою.
При дальшому підвищенні частоти
пе-ревищить
,
стає додатнім (
)
і збільшується зі збільшенням частоти.
Струм при цьому зменшується, прямуючи
до нуля, і відстає за фазою від вхідної
напруги
.

