Какъв е резонансът на токовете

Когато изучаваме основите на електротехниката, един от етапите неизбежно взема предвид резонанса на токове и напрежения. Тези явления са присъщи на веригите променлив ток и могат да бъдат както нежелани, изискващи тяхното разглеждане при моделирането на силовите и комутационните схеми, и полезни.

Например резонанс в AC верига често се използва в радио: настроен трептене верига въз основа на резонанс на напрежението, тя позволява на няколко пъти, за да се разширят ниска мощност радио сигнал, тъй като в резултат на преобразуване "капацитет-индуктивност" е растеж ефективни стойности на стрес.

Тази осцилаторна схема е основата за разбиране на това, как се получава резонанс на токове и (или) напрежения. Това е затворена електрическа верига, състояща се от паралелен кондензатор (капацитет С) и намотка (индуктивност L). В тях, поради процеса на "прехвърляне" на енергията от електрическото поле на капацитета към магнитното поле на индуктивността, съществуват самоуплътнени (поради наличието на активния компонент R) трептения на определена честота.

В резонансния режим на работа на електрическа верига, съпротивлението срещу преминаване на ток се представя само от активния компонент Р. Резонансът на токовете и резонансът на напрежението се различават. Нека да разгледаме техните функции.

Настоящият резонанс възниква във верига с кондензатор и бобина, свързани паралелно, чиито номинални стойности са избрани по такъв начин, че токът в С и L да е равен на тока. В резултат на това текущата стойност в схемата "C-L" е по-висока, отколкото в общата схема.

Принципът на работа е следният: при подаване на захранването кондензаторът натрупва заряд (до номиналното напрежение на източника). След това достатъчно е да изключите източника и да затворите веригата към веригата, така че процесът на разреждане да започне на намотката. Токът, преминаващ през него, генерира магнитно поле и създава ЕМП на самоиндукция, насочена срещу тока. Максималната му стойност ще бъде достигната, когато кондензаторът е напълно разреден. Съответно това означава, че цялата енергия, съхранявана в резервоара, се превръща в магнитно поле на индуктивност. Обаче, поради самоиндуцирането на намотката, движението на заредените частици не спира.

Тъй като няма кондензатор от кондензатора (той се зарежда), той започва да се презарежда, но с различна полярност. В резултат на това цялото поле на намотката се превръща в кондензаторно зареждане и процесът се повтаря. Поради наличието на вътрешен активен компонент R, трептенията постепенно избледняват. По този начин се реализира резонанс на токове.

Резонансен резонанс притежава серия свързване на резистор R, L бобина и кондензатор С Важна особеност е, че захранващото напрежение е по-ниска от кондензатор и намотката (на всеки елемент поотделно), но равен ток се поддържа. И напрежението и тока са еднакви във фаза. Основното условие за появата и поддържането на този процес е равнопоставеността на индуктивните и капацитивни съпротивления. На тази основа импедансът е равен на активното съпротивление.

За да се определят ефективните стойности на напреженията върху серпентината и кондензатора, се прилага законът на Ом. В случай на намотка, тя е равна на произведението на тока индуктивна съпротива (U1 = IX1). Съответно, за кондензатора токът трябва да бъде умножен с капацитивната съпротива (U2 = IX2). Тъй като токът се свързва последователно с елементите, а за резонанса X1 = X2, напреженията за индуктивността и капацитета са равни. Следователно, чрез увеличаване на реактивните компоненти е възможно да се постигне значително увеличение на напреженията U1 и U2, като същевременно се запази непроменената ЕМФ стойност на самото захранване. Основната област на приложение е радиотехниката.