7.8. Поняття про резонансні фільтри

Нехай джерело несинусоїдної напруги підключене до кола з послідовним з’єднанням R, L, C (рис. 7.10).

Якщо змінювати, наприклад, індуктивність 0 ≤ L ≤ ∞, то при деяких значеннях L, в колі буде мати рівність індуктивних та ємнісних опорів

В колі будемо спостерігати резонанс напруг на різних частотах при

В цьому випадку діючий струм кожної із гармонік буде змінюватись за резонансною кривою (рис. 7.11).

Резонансні явища в колах з несинусоїдними напругами використовуються в електричних фільтрах.

Електричний фільтр – це пасивне коло, яке складається з L і C і призначене для зміни частотного спектру сигналу, що передається.

За допомогою електричного фільтра можна виділяти (підсилювати) одні гармонічні складові несинусоїдного струму і зменшувати інші гармоніки струму. Зазвичай, електричні фільтри включаються між джерелом та споживачем електричної енергії.

Нехай задане електричне коло ввімкнуте на несинусоїдну напругу (рис. 7.12).

Припустимо, що нам необхідно з кривої струму видалити k– ту гармоніку. Для цього необхідно між джерелом і споживачем включити фільтр k – тої гармоніки по одній із схем рис. 7.13.

Для схеми рис. 7.13,а повинна виконуватися умова , при якій резонансний контур представляє собою нескінченно великий опір для струму k– ої гармоніки. Тому в споживачі цієї складової не буде. В випадку схеми рис. 7.13,б повинна виконуватися умова , при які опір фільтра для струму k– ої гармоніки дорівнює нулю. Вона буде протікати через гілку з L, C, обминаючи споживач.

Я кщо необхідно виділити в споживачі k– ту гармоніку струму, то застосовують наступні схеми (рис. 7.14):

В схемі рис. 7.14,а на резонансній частоті опір контуру L, C мінімальний. Струм k– ої гармоніки підсилюється. Для інших гармонік опір контуру великий.

В випадку схеми рис. 7.14,б на резонансній частоті опір контуру L, C максимальний. Струм k –ої гармоніки іде через споживач. Для інших гармонік опір контуру має малу величину.