Содержание

20. (?????)Резонанс напряжений. Условия резонанса. Добротность контура. Основные частотные характеристики.

Резонанс напряжений – явление, при котором цепь содержащая активные и реактивные сопротивления, будет только активное сопротивление (XL - XC = 0). При этом ток в цепи совпадает по фазе с напряжением. Условие возникновение резонанса напряжений – равенство нулю реактивного сопротивления.

Обычно наблюдается в цепях, содержащих катушку и конденсатор, включенные последовательно.

Таким образом:

–резонансная частота

При резонансе напряжений ток максимален, так как сопротивление минимально, а

и таким образом

Часто для оценки цепи в режиме резонанса применяют такие характеристики как характеристическое сопротивление и добротность контура.

- характеристическое сопротивление контура. В простейшем случае это сопротивление на одном из реактивных элементов.

Добротностью контура называется отношение модуля реактивной составляющей напряжения в цепи к модулю входного напряжения в момент резонанса.

Зависимость от частоты параметров цепи называют частотными характеристиками

21. Резонанс напряжений. Основные частотные характеристики. Векторные диаграммы.

Частотными характеристиками называются зависимости от частоты параметров, характеризующих свойства цепи. Зависимости тока и напряжения в цепи от частоты принято называть резонансными кривыми.

резонансная частота -

абсолютная настройка по частоте -

относительная настройка -

обобщенная настройка (кси) –

(при этом все настройки положительны, при ff0, отрицательны при f  f0, при очень малых настройках (),).

Теперь можно построить характеристики I, Z,  в зависимости от .

При этом можно видеть, что зависимости от относительной настройки различаются по величине добротности

Q, а зависимости от обобщенной настройки одинаковы для всех контуров.

Полосу частот вблизи резонанса, на границах которой ток снижается до величины

отпринято называтьполосой пропускания резонансного тока.

Чем больше добротность, тем острее кривая и уже полоса пропускания

Векторные диаграммы при

Если источник не идеален и имеет своё внутреннее сопротивление, то это сопротивление фактически добавляется к активному сопротивлению цепи и влияет на добротность и полосу пропускания контура. Чем больше внутреннее сопротивление источника, тем меньше добротность и шире полоса пропускания. Поэтому, с точки зрения сокращения полосы пропускания контура, выгоден источник с малым внутренним сопротивлением.

Если колебательный контур идеален и в нём нет активного сопротивления, то общее сопротивление контура приравнивается к 0, а ток в цепи и добротность возрастают до бесконечности. Однако в реальной цепи такого быть не может.

22.Условие резонанса токов

Резонанс токов наблюдается в цепях с параллельным включением L и C. Условием резонанса токов является равенство 0 реактивной проводимости цепи.

Это уравнения для более общего случая. Резонанс в таком контуре не всегда возможен. В идеализированном случае, когда активными свойствами катушки и конденсатора пренебрегают. Резонансная частота контура определяется формулой:

, ,.

В момент резонанса ток достигает своего минимального значения и совпадает по фазе с напряжением.

Добротность – отношение модуля тока в реактивном элементе к модулю тока в неразветвлённой части схемы.

,

,

В отличие от последовательного колебательного контура с точки зрения сокращения полосы пропускания и колебательного контура выгоден источник тока с большим Ri.(внутренним сопротивлением источника), так как чем меньше Ri , присоединяемое к параллельному контуру, тем ниже добротность и шире полоса пропускания.

Анализируя полученную нами формулу для резонансной частоты резонанса тока, можно выделить 3 основных случая:

  1. Есть резонанс если иодного знака

  2. Безразличный резонанс

  3. Нет резонанса если

    иразличного знака

Диаграмма:

studfiles.net

Вопрос 3. В чем заключается явление резонанса напряжений и при каких условиях оно возникает?

Ответ 3.1: В данной цепи при равенстве индуктивного и емкостного сопротивлений полное сопротивление цепи будет минимальным и чисто активным

Z=R, а ток – максимальным .

Падения напряжения на индуктивном и емкостном элементах рассчитываются по закону Ома: , и т.к.величина напряжения на идеальной индуктивности ULравнанапряжению на емкости UC. , но фазы напряженийULи UC противоположны (сдвинуты на 180°).

Режим работы цепи c последовательным соединением R,L,C элементов при котором и (или )называют резонансом напряжений.

Сумма комплексов напряжений ŪLи ŪC равна нулю, следовательно и модуль суммы будет равен нулю. Вольтметр, измеряющий падение напряжения

(модуль комплекса напряжения) на участке цепи с идеальной индуктивностью и емкостью, покажет значение =0. При этом ток и напряжениеВХ совпадает по фазе (коэффициент мощности 0 =0). Активная мощность имеет наибольшее значение, равное полной мощностиS, в то время как реактивная мощность цепи оказывается равной нулю: .

При резонансе напряжения на емкости и на индуктивности могут значительно превышать подводимое напряжение U, если изначительно превышают R:

,

.

Физическая причина возникновения повышенных напряжений – это колебания значительной энергии, запасаемой попеременно в электрическом поле емкостного и магнитном поле индуктивного элементов. При резонансе напряжений малые количества энергии, поступающей от источника и компенсирующие потери энергии в активном элементе – сопротивлении R, достаточны для поддержания незатухающих колебаний в системе относительно больших количеств энергии электрического и магнитного полей. Причем в любой момент времени суммарная энергия электрического и магнитного полей остается постоянной.

Резонанс напряжений в промышленных электрических установках нежелательное и опасное явление, так как оно может привести к аварии вследствие недопустимого перегрева отдельных элементов электрической цепи или пробою изоляции.

**) Для мощных двигателей отношение сопротивлений обмоток XL/R на промышленной частоте составляет несколько десятков. Напряжение питания двигателей обычно <380В. Поэтому в случае резонанса, напряжение на обмотке

UL превысит напряжение питания в деcятки раз (UL>>3800В).

В тоже время резонанс напряжений в электрических цепях переменного тока широко используется в радиотехнике в различных приборах и устройствах, основанных на резонансных явлениях.

Вопрос 4. Изменением каких параметров электрической цепи (см. Рис.1) можно получить резонанс напряжений ?

Ответ 4: При резонансе напряжений выравниваются реактивные сопротивления ХL=XC.

Т.к. ХL=ω·L , а XC=1/ωС , то равенства сопротивлений можно добиться тремя способами:

  1. при постоянных ω и L изменяя величину емкости С;

  2. при постоянных ω и С изменяя величину индуктивности L;

  3. при постоянных L и С изменяя частоту ω. При резонансе .

Вопрос 5. С помощью каких приборов и по какому признаку можно судить о возникновении резонанса напряжений в электрической цепи?

Ответ 5: 1) В данной лабораторной установке опыты проводятся при постоянных величинах ω и L. По мере увеличения емкости от минимального до резонансного значения С0=1/ωXL, полное сопротивление цепи будет уменьшаться, при этом ток в цепи согласно формуле для тока будет расти. При резонансе он достигнет максимального значения .

Вывод 1

1: Амперметр покажет максимальное значение тока.

2) Т.к. UL=I·XL, топадение напряжения на индуктивности UL будет расти пропорционально росту тока. При резонансе напряжений, это напряжение будет максимальным. Однако вольтметр PVК измеряет, согласно схеме замещения, падение напряжения на участке цепи из 2-х последовательно соединенных элементов: сопротивлений катушки R и индуктивности ХL. Падение напряжения на сопротивлении Rравно UR= I·R=Uвх, следовательнопри резонансе это напряжение также будет максимальным.

Вывод 2:

1)Вольтметр PVК также покажет максимальное значение

2)Падение напряжения на емкости С, измеряемое вольтметром PVC, равно: .

Т.к . ток в цепи один , а величины сопротивлений ХL, XC при резонансе одинаковы, то и напряжения одинаковы UL =UС. При этом Uвх = UR. При резонансе =.Следовательно показания вольтметров PVК и PVCбудут разными. Очевидно, что UК > UC.

Вывод 3: при резонансе показания вольтметра PVК больше показания вольтметра PVC .

4) Ваттметр PW измеряет активную мощность потребляемую цепью. Т.к. при резонансе ток максимальный, а активная мощность Р = I2·R, то и мощность P будет максимальной.

Вывод 4: Ваттметр покажет максимальное значение Рмакс = I02·R= U2вх / R.

studfiles.net

Извините такой страницы Wp-content Uploads 2014 03 Rezonans-na-ladoni Pdf не существует!

Выбор статьи по меткам03 (1)9 класс (3)10 класс (1)11 класс (2)12 (1)13 (С1) (3)14 ноября (2)14 февраля (1)15 задание ЕГЭ (2)16 задача профиль (1)18 (С5) (2)18 задача ЕГЭ (2)23 марта (1)2016 (2)C5 (1)А9 (1)Александрова (2)Ампера (1)Архимед (1)Бернулли (1)Бойля-Мариотта (1)В8 (1)В12 (1)В13 (1)В15 (1)ВК (1)ВШЭ (1)ГИА физика задания 5 (1)Герона (1)Герцшпрунга-Рассела (1)Гринвич (1)ДВИ (1)ДПТ (1)Десятичные приставки (1)Дж (1)Диэлектрические проницаемости веществ (1)ЕГЭ 11 (2)ЕГЭ 14 (1)ЕГЭ 15 (2)ЕГЭ 18 (1)ЕГЭ С1 (1)ЕГЭ по математике (24)ЕГЭ по физике (46)ЕГЭ профиль (6)Европа (1)Задача 17 ЕГЭ (6)Задачи на движение (1)Закон Архимеда (2)Законы Ньютона (1)Земля (1)Ио (1)КПД (9)Каллисто (1)Кельвин (1)Кирхгоф (1)Кирхгофа (1)Койпера (1)Колебания (1)Коэффициенты поверхностного натяжения жидкостей (1)Ломоносов (2)Лоренца (1)Луна (1)МГУ (1)МКТ (7)Максвелл (2)Максвелла (1)Максимальное удаление тела от точки бросания (1)Менделеева-Клапейрона (3)Менелая (3)Метод наложения (2)Метод узловых потенциалов (1)Метод эквивалентных преобразований (1)НОД (1)ОГЭ (11)ОГЭ (ГИА) по математике (27)ОГЭ 3 (ГИА В1) (1)ОГЭ 21 (3)ОГЭ 21 (ГИА С1) (4)ОГЭ 22 (2)ОГЭ 25 (3)ОГЭ 26 (1)ОГЭ 26 (ГИА С6) (1)ОГЭ по физике 5 (1)ОДЗ (12)Обыкновенная дробь (1)Оорта (1)Основные физические константы (1)Отношение объемов (1)Показатели преломления (1)Показательные неравенства (1)Противо-эдс (1)Работа выхода электронов (1)Радиус кривизны траектории (1)Релятивистское замедление времени (1)Релятивистское изменение массы (1)С1 (1)С1 ЕГЭ (1)С2 (2)С3 (1)С4 (3)С6 (5)СУНЦ МГУ (2)Синхронная машина (1)Снеллиуса (2)Солнечной системы (1)Солнце (2)Средняя кинетическая энергия молекул (1)Таблица Менделеева (1)Текстовые задачи (8)ФИПИ (1)Фазовые переходы (1)Фаренгейт (1)Френеля (1)Цельсий (1)ЭДС (5)ЭДС индукции (1)Электрохимические эквиваленты (1)абсолютная (1)абсолютная влажность (2)абсолютная звездная величина (3)абсолютная температура (1)абсолютный ноль (1)адиабаты (1)аксиомы (1)алгоритм Евклида (1)алгоритм Робертса (1)аморфное (1)амплитуда (3)аналитическое решение (1)анекдоты (1)апериодический переходной процесс (2)аргумент (1)арифметическая прогрессия (4)арифметической прогрессии (1)арки (1)арккосинус (1)арккотангенс (1)арксинус (1)арктангенс (1)архимеда (2)асинхронный (1)атмосферное (2)атомная масса (2)афелий (2)база (1)балка (1)без калькулятора (1)белого карлика (1)бензин (1)бесконечная периодическая дробь (1)бесконечный предел (1)биквадратные уравнения (1)бипризма (1)биссектриса (3)биссектрисы (2)благоприятный исход (1)блеск (4)блок (2)боковой поверхности (1)большая полуось (1)бригада (2)бросили под углом (2)бросили со скоростью (2)броуновское движение (1)брошенного горизонтально (2)брусок (2)брусок распилили (1)быстрый способ извлечения (1)вариант (3)вариант ЕГЭ (11)вариант ЕГЭ по физике (16)варианты ЕГЭ (6)вариент по физике (1)введение дополнительного угла (1)вектор (5)векторное произведение (2)велосипедисты (1)вероятность (1)вертикальная составляющая (1)вертикально вверх (1)вертикальные углы (1)вес (3)вес тела (1)ветви (1)ветвь (2)ветер (1)взаимодействие зарядов (1)видеоразбор (2)видеоразбор варианта (1)видимая звездная величина (2)виртуальный банк (1)виртуальных перемещений (1)витка (1)витков (1)виток (1)вклад (1)влажность (2)влажность воздуха (1)влетает (2)вневписанная окружность (2)внутреннее сопротивление (1)внутреннее сопротивление источника (1)внутреннюю энергию (1)внутренняя энергия (8)воды (1)возведение в квадрат (1)возвратные уравнения (2)воздушный шар (1)возрастающая (1)возрастет (1)волны (1)вписанная окружность (3)вписанной окружности (1)вписанный угол (4)в правильной пирамиде (1)вращение (1)времени (2)время (21)время в минутах (1)время выполнения (1)время движения (2)время падения (1)в стоячей воде (1)встретились (1)встретятся (1)вступительный (1)вторая половина пути (1)вторичная (1)вторичная обмотка (1)вторичные изображения (1)второй закон Ньютона (3)выбор двигателя (1)выборка корней (4)выколотая точка (1)выразить вектор (1)высота (5)высота Солнца (1)высота столба (1)высота столба жидкости (1)высота столбика (1)высоте (3)высоту (1)высоты (3)выталкивающая сила (2)вычисления (1)газ (3)газа (1)галочка (1)гамма-лучей (1)гармоника (2)гвоздя (1)геометрическая вероятность (1)геометрическая прогрессия (4)геометрические высказывания (1)геометрический смысл (2)геометрическую прогрессию (1)геометрия (6)гигрометр (1)гидродинамика (1)гидростатика (3)гипербола (2)гипотенуза (3)гистерезисный двигатель (1)главный период (1)глубина (1)глухозаземленная нейтраль (1)гомотетия (2)горизонтальная сила (1)горизонтальную силу (1)гравитационная постоянная (1)градус (1)грани (1)график (1)графики функций (5)графически (1)графический способ (1)графическое решение (2)груз (2)грузик (1)группа (1)давление (25)давление жидкости (3)давление пара (1)дальность полета (1)двигатель с активным ротором (1)движение под углом (1)движение под углом к горизонту (3)движение по кругу (1)движение по течению (1)движение с постоянной скоростью (2)двойное неравенство (1)двойной фокус (1)двугранный угол при вершине (1)действительная часть (1)действующее значение (2)деление (1)деление многочленов (2)деление уголком (1)делимость (2)делимость чисел (1)делитель (1)демонстрационный варант (1)деталей в час (1)диаграмма (1)диаметр (2)динамика (4)диод (1)диск (1)дискриминант (4)дифракционная решетка (2)дифференцированный платеж (1)диффузия (1)диэлектрик (1)диэлектрическая проницаемость (1)длина (2)длина вектора (1)длина волны (7)длина отрезка (1)длина пружины (1)длина тени (1)длиной волны (2)длину нити (1)длительность разгона (1)длительный режим (1)добротность (1)догнал (1)догоняет (1)докажите (1)доля (1)дополнительный угол (1)досрочный (2)досрочный вариант (1)дптр (1)дуга (1)единицы продукции (1)единичный источник (1)единичных кубов (1)единственный корень (1)ежесекундно (1)емкость (7)емкость заряженного шара (1)естественная область определения (1)жесткость (4)жеткость (1)живая математика (2)жидкости (1)жидкость (1)завод (1)загадка (2)задание 13 (2)задание 15 (3)задание 23 (1)задания 1-14 ЕГЭ (1)задача 13 профиль (1)задача 14 профиль (3)задача 16 (1)задача 16 профиль (3)задача 18 (1)задача 26 ОГЭ (2)задача с параметром (6)задачи на доказательство (4)задачи на разрезание (4)задачи на совместную работу (3)задачи про часы (1)задерживающее напряжение (1)заземление (1)заказ (1)закон Гука (1)закон Ома (3)закон Снеллиуса (1)закона сохранения (1)закон движения (1)закон кулона (7)закон сложения классических скоростей (1)закон сохранения импульса (6)закон сохранения энергии (4)законы Кирхгофа (6)законы коммутации (1)закрытым концом (1)замена переменной (2)замкнутая система (2)зануление (1)запаянная (2)заряд (8)заряда (1)заряд конденсатора (1)защитная характеристика (1)звездочка (1)звезды (1)зенит (1)зенитное расстояние (1)зеркало (1)знак неравенства (1)знаменатель (1)знаменатель прогрессии (4)значение выражения (1)идеальный газ (5)извлечение в столбик (1)излом (1)излучение (2)изменение длины (2)изобара (1)изобаричесикй (1)изобарический (2)изобарный (1)изобарный процесс (1)изображение (2)изолированная нейтраль (1)изопроцессы (1)изотерма (2)изотермический (2)изотермический процесс (1)изотоп (1)изохора (1)изохорический (1)изохорный процесс (1)импульс (9)импульса (1)импульс силы (1)импульс системы (1)импульс системы тел (4)импульс тела (4)импульс частицы (1)индуктивно-связанные цепи (1)индуктивное сопротивление (1)индуктивность (1)индукцией (1)индукция (7)интеграл Дюамеля (1)интервал (1)интересное (3)интерференционных полос (1)иррациональность (2)испарение (2)исследование функции (4)источник (1)источник света (1)исход (1)камень (1)камешек (1)капилляр (1)карлик (2)касательная (4)касательные (1)касаются (1)катер (2)катет (3)катушка (3)качаний (2)квадлратичная зависимость (1)квадрант (1)квадрат (3)квадратичная функция (3)квадратное уравнение (4)квадратную рамку (1)квазар (1)квант (1)квантов (1)кинематика (2)кинетическая (12)кинетическая энергия (4)кинетической (1)кинетической энергии (1)кинетическую энегрию (1)классический метод (3)классический метод расчета (1)ключ (1)кодификатор (1)колене (1)количество вещества (1)количество теплоты (8)коллектор (1)кольцо (2)комбинаторика (1)коммутация (1)комплексное сопротивление (1)комплексное число (1)комплексные числа (1)компонент (1)конвекция (3)конденсатор (10)конденсаторы (1)конечная температура (1)конечная температура смеси (1)конечный предел (1)консоль (1)контрольная (1)контрольные (1)контур (5)конус (4)концентрация (7)координата (5)координаты (3)координаты вектора (1)координаты середины отрезка (1)корабля (1)корень (2)корень квадратный (1)корень кубический (1)корни (2)корни иррациональные (1)корни квадратного уравнения (3)корни уравнения (1)корпоративных (1)косинус (2)косинусы (1)котангенс (1)коэффициент (1)коэффициент жесткости (1)коэффициент наклона (3)коэффициент поверхностного натяжения (3)коэффициент подобия (5)коэффициент трансформации (1)коэффициент трения (5)коэффициенты (1)красное смещение (1)красной границы (1)красный (1)кратковременный режим (1)кратные звезды (1)кредит (8)кредитная ставка (4)криволинейная трапеция (2)кристаллизация (1)критерии оценки (1)круговой контур (1)кружок (1)кулонова сила (1)кульминация (1)кусочная функция (1)левом колене (1)лед (1)лет (1)линейная скорость (2)линейное напряжение (1)линейное уравнение (2)линейный размер (1)линза (2)линии излома (1)линиями поля (1)линия отвеса (1)литров (1)лифт (1)лифта (1)лифте (1)логарифм (7)логарифмические неравенства (3)логарифмические уравнения (1)логарифмическое неравенство (2)логарифмы (1)лучевая (1)льда (1)магнитное поле (2)магнитном поле (2)магнитные цепи (1)максимальная высота (1)максимальная скорость (1)малых колебаний (1)масса (23)массе (1)массивная звезда (1)массовое содержание (1)массой (1)массу (1)математика (4)математический маятник (1)маятник (4)мгновенный центр вращения (1)медиана (1)меридиан (1)мертвая петля (1)метод внутреннего проецирования (1)метод замены переменной (4)метод интервалов (3)метод комплексных амплитуд (3)метод контурных токов (1)метод координат (1)метод линий (1)методом внутреннего проецирования (1)метод переменных состояния (1)метод подстановки (4)метод рационализации (4)метод решетки (1)метод следов (5)метод сложения (4)метод телескопирования (1)метод узловых напряжений (1)методы расчета цепей (2)методы расчета цепей постоянного тока (1)метод эквивалентного генератора (2)механика (1)механическая характеристика (1)механическое напряжение (1)минимальная скорость (1)минимальной высоты (1)минимальной скоростью (1)минимум (1)мнимая единица (1)мнимая часть (1)многоугольник (1)многочлены (1)мода (2)модули (1)модуль (11)модуль Юнга (1)модуль средней скорости (1)молекулярно-кинетическая теория (2)моль (1)молярная масса (5)момент (7)момент инерции двигателя (1)момент нагрузки (1)момент сил (1)монотонная (1)монотонность функции (1)монохроматического (1)мощности силы тяжести (1)мощность (8)мощностью (1)мяч (1)наблюдатель (1)нагревание (1)нагреватель (1)нагревателя (1)нагрели (1)наибольшее (1)наивысшая точка (1)наименьшее (1)наименьшее общее кратное (1)наклон (1)наклонная плоскость (2)направление (1)направление обхода (3)направлении (1)направляющий вектор (1)напряжение (9)напряжение на зажимах (1)напряжение смещения нейтрали (2)напряженность (4)напряженность поля (6)насос (1)насоса (1)насыщенный пар (4)натяжение нити (5)натяжения (1)находился в полете (2)начальная температура (1)начальной скоростью (1)недовозбуждение (1)незамкнутая система (2)нелинейное сопротивление (1)неопределенность типа бесконечность на бесконечность (1)неопределенность типа ноль на ноль (1)непериодическая дробь (1)неравенства (8)неравенство (19)нерастяжимой нити (1)нерастянутой резинки (1)несимметричная нагрузка (1)несинусоидальный ток (3)нестандартные задачи (1)нестрогое (1)нецентральный (1)нечетная функция (2)нечетное (1)нечетность (1)неявнополюсный (1)нити (1)нити паутины (1)нить (1)новости (1)нормаль (1)нормальное ускорение (11)нулевой ток (2)обкладками (1)обкладках (1)обкладки (1)область допустимых значений (8)область значений (1)область определения (8)область определения функции (4)оборот (1)обратные тригонометрические функции (1)обратные функции (1)общая хорда (1)общее сопротивление (1)общее сопротивление цепи (1)объем (35)объемный расход (1)объемом (1)объем пара (1)объем параллелепипеда (1)объем пирамиды (1)одинаковые части (1)окружность (13)окружность описанная (1)олимпиада (2)олимпиады по физике (2)они встретятся (1)операторный метод (4)оптика (1)оптическая разность хода (1)оптический центр (1)орбитам (1)орбитой (1)оригинал (1)осевое сечение (1)основание (2)основание логарифма (2)основания трапеции (1)основное тригонометрическое тождество (1)основное уравнение МКТ (2)основной газовый закон (1)основной период (1)основной уровень (1)основные углы (1)остаток (1)отбор корней (5)ответ (1)отданное (1)относительная (1)относительная влажность (3)относительно (2)относительность движениия (1)относительность движения (2)отношение (4)отношение времен (1)отношение длин (1)отношение площадей (3)отношение скоростей (2)отрезок (1)отсечение невидимых граней (1)очки (1)падает (1)падает луч (1)падает под углом (1)падение (2)падение напряжения (2)пар (3)парабола (5)параллакс (5)параллелепепед (2)параллелепипед (2)параллелограмм (4)параллелограмм Виньера (1)параллельно (1)параллельное соединение (3)параллельные прямые (1)параллельными граням (1)параметр (26)парообразование (1)парсек (1)парциальное (1)парциальное давление (1)паскаль (1)первая треть (1)первичная (1)перевозбуждение (1)перегородка (1)перегрузок (1)переливания (1)переменное магнитное поле (1)переменное основание (2)перемещение (6)перемычка (3)перемычку (1)пересекает (1)пересечение (1)пересечения (1)переходная проводимость (1)переходное сопротивление (1)переходной процесс (1)переходные процессы (9)перигелий (2)периметр (2)период (12)периодическая дробь (1)период колебаний (1)период малых колебаний (1)период обращения (2)период функции (1)периоды (1)перпендикулярно (1)пион (1)пипетка (1)пирамида (7)пирамида шестиугольная (1)пирамиды (2)пирсона (1)плавание (1)плавкие предохранители (1)плавление (1)план (1)планете (1)планеты (3)планиметрия (9)планиметрия профиль (1)пластинами (1)пластинка (1)платеж (6)плечо (2)плоского зеркала (1)плоскопараллельная (1)плоскость (1)плоскость сечения (1)плотности веществ (1)плотность (21)плотность пара (3)плотность сосуда (1)плотность энергии (1)площади (2)площади фигур на клетчатой бумаге (1)площадь (23)площадь круга (1)площадь пластин (1)площадь поверхности (1)площадь под кривой (2)площадь проекции (1)площадь проекции сечения (1)площадь сектора (1)площадь сечения (5)площадь треугольника (1)поверхностная плотность заряда (1)поворот (1)повторно-кратковременный режим (1)погрешность (1)погружено (1)подготовка к контрольным (3)под каким углом (1)подмодульное (1)подмодульных выражений (1)подобен (1)подобие (7)подобия треугольников (1)подобны (1)подпереть (1)под углом (2)под углом к горизонту (1)показателем преломления (1)показатель преломления (4)поле (1)полезной работы (1)полезную мощность (1)полигон частот (1)по линиям сетки (1)полное ускорение (1)половина времени (1)половинный угол (1)полония (1)полость (1)полуокружность (1)полупроводник (1)полученное (1)по окружности (1)поправка часов (1)по прямой (1)поршень (4)порядок решетки (2)последовательно (1)последовательное соединение (3)последовательность (1)по сторонам клеток (1)посторонние корни (4)постоянная Авогадро (1)постоянная Хаббла (1)постоянная времени (1)постоянная скорость (1)постоянная составляющая (2)постоянный ток (5)построение (2)построение графика функции (1)потенциал (5)потенциал шара (1)потенциальная (13)потенциальная энергия (3)потенциальной (1)потери в стали (2)потеря корней (4)поток (4)по физике (1)правило левой (1)правило моментов (2)правильную пирамиду (1)правильный многоугольник (1)правом колене (1)предел функции (1)преломляющий угол (1)преобразование графиков функций (1)преобразования (1)преподаватели (2)пресс (2)призма (6)призмы (3)признаки подобия (4)признаки равенства треугольников (3)пробник (62)пробный ЕГЭ (2)пробный вариант (24)пробный вариант ЕГЭ (12)пробный вариант ЕГЭ по физике (3)пробный вариант по физике (1)провода (1)проводник (1)проводник с током (1)проводящего шара (1)проволоки (1)прогрессия (2)проекции ускорения (2)проекция (6)проекция перемещения (1)проекция скорости (4)проекция ускорения (2)производительность (2)производная (2)промежуток (1)промежуток знакопостоянства (1)пропорциональны (1)проскальзывает (1)проскальзывания (1)противоположное событие (1)противостояние (1)протона (1)прототипы (1)профиль (2)профильный ЕГЭ (1)процент (3)процентная ставка (6)процентное отношение (1)процентное содержание (2)проценты (2)пружин (1)пружина (3)пружинный маятник (1)прямая (6)прямое восхождение (2)прямой (1)прямой АВ (1)прямоугольник (1)пузырек (1)пульсар (1)пуля (1)пути (1)путь (24)работа (14)работа газа (5)работа тока (1)работу выхода (2)рабочее тело (1)рабочие (1)равнобедренный (1)равновесие (4)равновесия (1)равновесное (1)равнодействующая (1)равноускоренное (3)равные (1)равные фигуры (1)радиальную ось (1)радикал (1)радиус (9)радиус колеса (1)радиус кривизны (1)радиус описанной сферы (1)радиус темного кольца в отраженном свете (1)разбор (1)разложение на множители (2)размах (1)разности температур (1)разность (1)разность потенциалов (1)разность прогрессии (3)разность хода (1)разрежьте (2)разрезание (3)разрешающая сила (1)разрыв функции (1)рамка (7)рамка с током (1)раскрытие модуля (1)расписание (1)расположение корней квадратного трехчлена (1)распределение частот (1)рассеивающая (1)расстояние (17)расстояние между зарядами (1)расстояние на карте (1)расстояние от точки (1)раствор (2)растяжение (1)расходуется (1)расцепители (1)расчеты по формулам (1)рационализация (4)рациональные неравенства (1)реактивные элементы (1)реактивный двигатель (1)реакция опоры (3)реакция якоря (1)ребра (1)ребус (2)резервуар (1)резистор (1)рейки (1)рельса (1)рентгеновскую трубку (1)репетитор (1)решебник (1)решение тригонометрических уравнений (1)решение уравнений (2)решение уравнений больших степеней (1)розетка (1)ромб (1)ряд Фурье (1)сарай с покатой крышей (1)сближаются (1)сближения (1)сбрасывают с высоты (1)сверхгигант (2)сверхновая (1)светимость (3)свободно (1)свободного падения (1)свободно падает (2)свойства (2)свойства отрезков (1)свойства степени (1)свойства функции (1)свойства функций (1)свойства чисел (1)свойство биссектрисы (2)свойству биссектрисы (1)сдвинуть (1)сектор (1)секущая (2)серия решений (1)сертификация (6)сессия (1)сечение (13)сечение наклонной плоскостью (1)сидерический (1)сила (7)сила Архимеда (5)сила Лоренца (3)сила ампера (8)сила взаимодействия (4)сила на дно (1)сила натяжения (5)сила натяжения нити (4)сила поверхностного натяжения (3)сила реакции опоры (1)сила трения (3)сила тяготения (1)сила тяжести (3)сила упругости (2)силой (2)силу (1)силу натяжения (1)силы трения (2)символический метод (3)симметричная нагрузка (1)симметрия (3)синодический (1)синус (2)синусоида (1)синусоидальный закон (1)синусоидальный ток (5)синусы (1)синхронный компенсатор (1)система (3)система неравенств (7)система отсчета (1)система счисления (1)система уравнений (3)системы уравнений (3)скалярное произведение (3)склонение (1)скольжение (2)скоросмть (1)скоростей (1)скорости (2)скорости течения (1)скорость (37)скорость реки (1)скорость сближения (3)скорость света (1)скорость теплохода (1)скорость удаления (1)скорость частицы (1)скоростью (1)с лестницы (1)сложение векторов (1)сложная функция (1)смежные углы (1)смешанное число (1)смещение (1)снаряд (1)собирающая (2)событие (1)соединение звездой (1)соединение треугольником (1)сокращение (1)сокращение дробей (1)соленоид (1)солнечная постоянная (3)солнечная система (1)сообщающиеся сосуды (2)соприкосновения (1)сопротивление (12)сопряженное (3)составить квадрат (1)составляет с направлением (1)составляющая скорости (1)составляющие (1)составляющие скорости (3)сосудах (1)сосуде (1)сохранение энергии (1)спектра (2)спектральный класс (2)спецификация (1)спирт (1)сплава (1)сплавы (1)справочные данные (3)справочные материалы (12)сравнение чисел (2)среднее (1)среднее значение (1)среднюю линию (1)средняя квадратичная скорость (1)средняя скорость (6)срок (1)срок кредитования (1)стакан (2)статград (8)статика (2)стенка (1)степенная функция (1)степенные уравнения (1)степень (2)стереометрия (4)стержень (3)столб жидкости (3)столбик (3)столбик жидкости (2)столбик ртути (1)столбчатая диаграмма (1)стрелки поравняются (1)строгое (1)студенты (2)ступеньку (1)сумма прогрессии (1)суммарный импульс (1)сумма ряда (1)сумма углов (2)суммирование (2)сумму (1)суперпозиция (1)сутки (1)сфера (4)сферы (2)таблица (1)таблица частот (1)тангенс (2)тангенциальная (1)тангенциальное ускорение (1)твердое тело (1)тела вращения (1)тележка (1)телескоп (1)телескопирование (1)тело (1)температура (21)температурный коэффициент сопротивления (1)тени (1)теорема Пифагора (3)теорема виета (5)теорема косинусов (3)теорема синусов (2)теореме косинусов (1)теоремы (1)теоретическое разрешение (1)теория вероятности (1)теплового двигателя (1)тепловое действие (1)тепловое равновесие (2)тепловой баланс (1)тепловой двигатель (1)теплоемкость (1)теплообмен (1)теплопередача (4)теплопроводность (2)теплота (1)теплота сгорания (1)теплоты (4)техника быстрого счета (1)

easy-physic.ru

Явление резонансов напряжений и токов в электроцепях и условия их возникновения

Любая электрическая цепь, содержащая элементы со свойствами индуктивности и ёмкости, может являться разновидностью колебательного контура – системы, в которой обязательно возникают незатухающие (в идеальном случае) колебания электроэнергии на частоте собственного резонанса. Определяют резонансную частоту параметры ёмкости – С и индуктивности – L. В общем случае, частота (F) описывается формулой:

Простейший контур

При подключении заряженного конденсатора к выводам катушки в последней возникает электродвижущая сила самоиндукции, начальный ток которой равен и противоположен по направлению току разряда. В течение разряда в катушке накапливается магнитная энергия, достигающая максимального значения, когда конденсатор полностью разряжается. Емкостное сопротивление при этом минимально, и катушка индуктивности накопленную энергию передаёт в конденсатор, далее начинается заряд напряжением противоположной полярности до момента полного преобразования магнитной энергии в ёмкость и последующей передачей обратно. При этих процессах токи, проходящие через конденсатор и индуктивность, больше тока всего контура, поэтому возникает резонанс токов.

Подключение конденсатора к катушке

Затухание колебаний происходит вследствие потерь энергии в проводниках схемы и катушки, утечек в конденсаторе. Реальный колебательный контур, в котором присутствуют условия резонанса, всегда используется с внешним источником колебаний – генератором, сетью переменного тока, радиосигналом.

Резонанс токов

В случае параллельного подключения индуктивности, ёмкости и нагрузки к источнику переменного напряжения с частотой, равной резонансной контура, наблюдается значительное увеличение тока через элементы контура и возрастание его сопротивления.

Параллельный контур

Свойства такого включения компонентов используются в заграждающих фильтрах различного назначения, пропускающих все частоты, кроме резонансной, при последовательном включении с сопротивлением нагрузки. При параллельном подключении контур не оказывает влияния на напряжение резонансной частоты. Если нагрузка обладает индуктивным сопротивлением, как асинхронный электродвигатель, то с параллельно включённым конденсатором они образуют колебательный контур. Если собственная его частота совпадает с частотой питающей сети, возрастает ток через нагрузку.

Резонанс напряжений

Подключение последовательного контура к генератору переменного напряжения частотой, равной собственной частоте контура, вызывает резонанс напряжений, при котором возрастают напряжения на индуктивности и ёмкости, с увеличением потребляемого тока от источника.

Последовательный контур

Сопротивление устройства на частоте резонанса минимально, что применяется в радиоприёмниках для настройки на частоту станции с помощью конденсатора переменной ёмкости. Как и при резонансе токов, последовательный контур применяется в фильтрах для подавления или пропускания определённых частот. В некоторых случаях возникновение резонанса напряжений приводят к нежелательным последствиям: кабель достаточной длины обладает значительной ёмкостью и индуктивностью и образует колебательный контур, при совпадении частоты сети и резонансной частоты кабеля возможен неконтролируемый рост напряжения с дальнейшим пробоем изоляции. В отдельных случаях последовательное включение конденсатора позволяет увеличить напряжение на индуктивной нагрузке – такая схема используется для запуска электродвигателей (пусковой конденсатор).

Условие резонанса любого типа возникает только при совпадении периодичности внешних воздействий с частотой собственных колебаний системы, на которую оказывается воздействие.

Явления резонанса применяются во множестве электронных и электротехнических устройствах. Магнетрон любой микроволновой печки – это резонатор, работающий как генератор колебаний СВЧ, феррорезонансный стабилизатор напряжения использует свойства параллельного колебательного контура.

Видео

Оцените статью:

elquanta.ru

Особенности цепи при резонансе напряжений:

1. Электрическая цепь обладает резистивным (активным) характером: ток совпадает с напряжением (ток и напряжение синфазны), сдвиг фаз в цепи φ = 0 , Z = R и схема замещения содержит только один резистивный элемент:

2. Коэффициент мощности сos φ = 1 – вся поступающая в цепь электрическая энергия преобразуется в работу, как полезную, так и различного рода потери.

3. Полное сопротивление цепи минимально: и равно активному сопротивлению цепи: X L – X C= 0  Z = R = min .

 

4. Ток в цепи максимален: I = U/ Z = U/ R = max и при малой величине активного сопротивления может достигать очень больших и опасных для цепи значений.

  1. Цепь потребляет от сети максимальную и только активную мощность, равную полной мощности: P= I2 R = I U сos φ = IU= S = max.

  6. Цепь не потребляет от сети реактивную мощность Q = I U sin φ = 0 - обмена реактивной энергией между источником электрической энергии и цепью не происходит. Однако в самой цепи существует реактивная мощность и между реактивными элементами (катушкой и конденсатором) происходит обмен реактивной энергией. При этом индуктивная и ёмкостная составляющие реактивной мощности в цепи могут быть очень большими, поскольку при резонансе напряжений происходит их взаимная компенсация.

 

7. При резонансе напряжений (Х L= Х C) или при условиях близких к резонансу (Х L≈ Х C) возможно возникновение явления перенапряжений на реактивных элементах, когда напряжение на катушке и конденсаторе может превысить приложенное к цепи напряжение.

 Явление перенапряжений возникает всегда при условии: Х L = Х C > R , а также может возникать при условии: Х L ≈ Х C > R .

13. Расчет параллельной цепи переменного тока. Последовательная эквивалентная схема замещения. Резонанс токов. Особенности цепи.

При расчете разветвлённой электрической цепи обычно известны приложенное напряжение и сопротивления элементов цепи, а в результате расчёта необходимо определить токи в ветвях и в неразветвлённой части цепи, параметры эквивалентной последовательной схемы замещения и построить векторную диаграмму.

 Разветвлённая цепь переменного тока в общем случае может содержать несколько различных по характеру ветвей с различной комбинацией последовательно включенных реальных и идеализированных элементов. В отличие от расчета последовательной цепи в расчете параллельной цепи обычно используется метод проводимостей.

 Любой элемент (участок) электрической цепи характеризуется параметрами –

комплексным сопротивлением [Ом] или обратной величиной – комплексной проводимостью Y [См]:

.

Комплексная проводимость , как и всякая комплексная величина, может быть представлена в алгебраическом виде: ,

Здесь Y = [ ] = 1/ Z - модуль комплексной проводимости - полная проводимость,

G - действительная составляющая комплексной проводимости - активная проводимость, B - мнимая составляющая комплексной проводимости - реактивная проводимость, - угол сдвига фаз в рассматриваемом элементе.

В зависимости от того, каким характером обладает рассматриваемый элемент (индуктивным или ёмкостным) различают два вида реактивной проводимости: B L - индуктивная проводимость, B С - ёмкостная проводимость.

 Для вычисления активной и реактивных проводимостей обычно пользуются формулами, которые легко получить через известные (заданные) сопротивления элемента цепи R, XL или X C и Z , выразив коэффициент мощности cos фи из треугольника сопротивлений ( cos  = R / Z ): G = Y cos  = (1/ Z ) cos  = R / Z 2 [Ом], B L = Y sin  = (1/ Z ) sin  = X L / Z 2 [Ом], B C= Y sin  = (1/ Z ) sin  = X C / Z 2 [Ом]. Указанные соотношения могут быть представлены на плоскости в виде прямоугольного треугольника проводимостей:

(*) Если какая либо k- ветвь содержит несколько активных и реактивных элементов, то она должна быть приведена к эквивалентной схеме по формулам последовательной цепи: Rk = ∑ R k i , X k (L,C) = ∑ X k i (L) - X k i (C).

 

 МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ ЦЕПИ

studfiles.net

При каких параметрах цепи возникают резонанс тока и напряжения

В цепи переменного тока с активным сопротивлением, индуктивностью и емкостью, при их последовательным соединении, сила тока будет максимальной, ограниченной только активным сопротивлением. Поэтому при равенстве индуктивного и емкостного сопротивлений в последовательной цепи наступает - резонанс напряжений.

Резонанс напряжений в энергосистемах иногда возникает непредвиденно и приводит к тому, что на отдельных установках возникают перенапряжения, в несколько раз превышающие рабочие напряжения.

Явление резонанса состоит в том, что напряжение на индуктивности и напряжение на емкости, т.е. частичные напряжения в цепи, могут получить очень большие значения, во мгого раз превышающие напряжение источника тока. Если при этом активное сопротивление цепи невелико, то сила тока в цепи должна сильно возрасти и при отсутствии в цепи активного сопротивления, достаточно самого небольшого напряжения, чтобы в случае резонанса вызвть ток, бесконечно большой силы. При этом вполне очевидно, что угол сдвига фаз равно нулю. . Таким образом электрическая цепь при резонансе напряжений, вследствие взаимокомпенсации индуктивных и емкостных сопротивлений, ведет себя по отношению к внешней ЭДС, как чисто активное сопротивление.

При параллельном соединении активного, индуктивного и емкостного сопротивлений и отсутствии сдвига фаз между током и напряжением на зажимах цепи наступает резонанс токов. Т.е. при равенстве индуктивного и емкостного сопротивлений в цепи параллельного включения их с активным ток в цепи достигает своего минимального значения.

Явление резонанса токов наступает вследствие взаимокомпенсации индуктивных и емкостных проводимостей, а потому электрическая цепь в этом случае ведет себя по отношению к внешней ЭДС, как чисто активная проводимость, следовательно, угол сдвига фаз в главной цепи при резонансе токов равен нулю.

Следует отметить, что при резонансе токов возможны случаи, когда токи в индуктивной катушке и в конденсаторе могут превосходить, и иногда намного, суммарный ток в цепи. При резонансе токов энергия магнитного поля индуктивности переходит в энергию электрического поля конденсатора и наоборот, а энергия от источника расходуется только в активных сопротивлениях.

www.eti.su

Вопрос10. Какую опасность для электрических устройств представляет резонанс напряжений? Где используется резонанс напряжений?

Ответ10. При резонансе напряжения на емкости и на индуктивности равны и могут значительно превышать подводимое напряжениеU, если изначительно превышают R:

, .

Резонанс напряжений в промышленных электрических установках нежелательное и опасное явление, так как оно может привести к аварии вследствие недопустимого перегрева отдельных элементов электрической цепи или пробоя изоляции.

В тоже время, резонанс напряжений в электрических цепях переменного тока широко используется в радиотехнике, в различных приборах и устройствах, основанных на резонансных явлениях. Радиоприемники настраиваются на волну( частоту) радиостанции путем изменения емкости. При резонансе, частота передающей станции и частота контура LC совпадают, что приводит к значительному усилению только этого сигнала на входе приемника. Отношение XC /R может достигать 104 и поэтому напряжение на емкости UCбудет больше входного сигнала антенны U во столько же раз.

Тема №3. ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕХФАЗНОЙ ЦЕПИ ПРИ СОЕДИНЕНИИ ФАЗ НАГРУЗКИ «ЗВЕЗДОЙ»

Цель работы: 1) ознакомиться с трехфазной цепью переменного тока и ее основными режимами работы при соединении фаз приемника «звездой»

2) по опытным данным выяснить влияние нейтрального провода на работу трехфазной цепи;

3) усвоить методику построения векторных диаграмм для основных режимов работы;

4) изучить способы измерения напряжений, токов и активной мощности цепи.

Приборы и оборудование

Исследование трехфазной цепи проводится на универсальном стенде (см. рис.16), где имеется нагрузка в виде трех ламповых реостатов (активная на­грузка). Для измерения величины токов и напряжений используются амперметр PA1 и вольтметр PV1 с вилками. При включении амперметра PA1 в гнезда соответствующей фазы, тумблер, замыкающий эти гнезда, на время измерения ставится в положение «отключено» (SA3 для фазы a, SA5 для фазы b и SA7 для фазы c). С помощью двухэлементного ваттметра PW1 и PW2 измеряется активная мощность при трехпроводной системе включения приемников.

Контрольные вопросы

Вопрос1. Как обозначаются зажимы трехфазного источника и приемника?

Ответ1. Большими буквамиА,В,СиX,Y,Zобозначают начала и концы обмоток генератора. Концы и начала сопротивлений нагрузки обозначают малыми буквамиa,bиx,y,zсоответственно.

Вопрос2. Как соединяются электроприемники «звездой»?

Ответ2. Существуют 2 варианта соединения приемника и генератора по схеме звезда: а) трехпроводная и б) 4-х проводная или схема соединения с нейтральным проводом.

Для соединения фаз приемника «звездой» без нейтрального провода, концы сопротивлений фаз приемника (x, y, z) соединяют в одну общую точку n, называемую нулевой, или нейтральной точкой приемника (рис.2а), начала фаз приемника (a, b, c) присоединяют к проводам, идущим к соответствующим фазам генератора (A, B, C). Эти провода называются линейными.

Для соединения фаз приемника «звездой» с нейтральном проводом, к предыдущей схеме добавляют провод, соединяющий нейтральную точку нагрузки n и нейтральную точку генератора N. (рис.2б). Этот провод называют нейтральным или нулевым.

рис 2 а

рис 2 б

studfiles.net

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *