Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Znajomość fizyki i teorii tej nauki jest bezpośrednio związana z prowadzeniem domu, naprawami, budową i inżynierią. Proponujemy rozważyć, jaki jest rezonans prądów i napięć w obwodzie szeregowym RLC, co jest głównym warunkiem jego powstawania, a także obliczeń.
Czym jest rezonans?
Definicja zjawiska TOE: rezonans elektryczny występuje w obwodzie elektrycznym przy określonej częstotliwości rezonansowej, gdy niektóre części rezystancji lub przewodności elementów obwodu kompensują się. W niektórych obwodach dzieje się tak, gdy impedancja między wejściem i wyjściem obwodu jest prawie zerowa, a funkcja przesyłania sygnału jest bliska jednej. Współczynnik jakości tego obwodu jest bardzo ważny.
Oznaki rezonansu :
- Składowe oddziałów reaktywnych prądu są sobie równe IPC = IPL, antifaza jest tworzona tylko wtedy, gdy czysta energia czynna na wejściu jest równa;
- Prąd w poszczególnych gałęziach przekracza cały prąd danego obwodu, a gałęzie pokrywają się w fazie.
Innymi słowy, rezonans w obwodzie prądu przemiennego implikuje specjalną częstotliwość i jest określony przez wartości rezystancji, pojemności i indukcyjności. Istnieją dwa rodzaje rezonansu prądowego:
- Sekwencyjny;
- Równolegle.
Dla rezonansu szeregowego warunek jest prosty i charakteryzuje się minimalną rezystancją i fazą zerową, jest stosowany w obwodach biernych, jest również używany przez obwód rozgałęziony. Rezonans równoległy lub koncepcja obwodu RLC występuje, gdy dane indukcyjne i pojemnościowe są równe pod względem wielkości, ale kompensują się wzajemnie, ponieważ znajdują się pod kątem 180 stopni względem siebie. To połączenie musi być stale równe podanej wartości. Otrzymał szersze praktyczne zastosowanie. Ostre minimum impedancji, które jest do niego dołączone, jest przydatne dla wielu elektrycznych urządzeń gospodarstwa domowego. Ostrość minimum zależy od wielkości oporu.
Obwód RLC (lub obwód) jest obwodem elektrycznym, który składa się z rezystora, cewki indukcyjnej i kondensatora połączonych szeregowo lub równolegle. Obwód oscylacyjny równoległy RLC otrzymał swoją nazwę ze względu na skrót wielkości fizycznych, które są odpowiednio rezystancją, indukcyjnością i pojemnością. Obwód tworzy oscylator harmoniczny dla prądu. Wszelkie oscylacje indukowane w obwodzie prądu, tłumiące się w czasie, jeśli ruch cząstek kierunkowych, kończy się ze źródła. Ten efekt rezystora nazywa się tłumieniem. Obecność oporu zmniejsza również szczytową częstotliwość rezonansową. Niektóre rezystancje są nieuniknione w rzeczywistych obwodach, nawet jeśli rezystor nie jest zawarty w obwodzie.
Aplikacja
Praktycznie cała elektrotechnika wykorzystuje taki obwód oscylacyjny, na przykład transformator mocy. Ponadto schemat jest niezbędny do skonfigurowania działania telewizora, generatora pojemnościowego, spawarki, odbiornika radiowego, jest wykorzystywany przez technologię „dopasowywania” anten nadawczych telewizyjnych, gdzie należy wybrać wąski zakres częstotliwości niektórych używanych fal. Obwód RLC może być używany jako filtr pasmowy, filtr wycinający, dla czujników do przydzielania niskich lub wysokich częstotliwości.
Rezonans wykorzystuje nawet medycynę estetyczną (terapię mikroprądową) i diagnostykę biorezonansu.
Zasada prądów rezonansowych
Możemy stworzyć obwód rezonansowy lub oscylacyjny we własnej częstotliwości, powiedzmy, aby zasilić kondensator, jak pokazuje poniższy schemat:
Przełącznik będzie odpowiedzialny za kierunek oscylacji.
Kondensator zapisuje cały prąd w momencie, gdy czas = 0. Oscylacje w obwodzie są mierzone za pomocą amperomierzy.
Cząstki kierunkowe przesuwają się w prawo. Induktor pobiera prąd z kondensatora.
Gdy biegunowość obwodu przybiera pierwotną postać, prąd powraca do wymiennika ciepła.
Teraz energia skierowana wraca do kondensatora, a okrąg powtarza się.
W rzeczywistych obwodach mieszanych zawsze istnieje pewien opór, który powoduje, że amplituda cząstek kierunkowych rośnie z każdym okręgiem. Po kilku zmianach polaryzacji płytki prąd spada do 0. Proces ten nazywany jest falą tłumioną falą sinusoidalną. Szybkość tego procesu zależy od rezystancji w obwodzie. Ale jednocześnie opór nie zmienia częstotliwości fali sinusoidalnej. Jeśli opór jest wystarczająco wysoki, prąd nie będzie się wahał.
Oznaczenie prądu przemiennego oznacza, że energia opuszczająca źródło energii oscyluje z określoną częstotliwością. Wzrost oporu przyczynia się do zmniejszenia maksymalnego rozmiaru amplitudy prądu, ale nie prowadzi to do zmiany częstotliwości rezonansowej (rezonansu). Ale może wystąpić proces prądów wirowych. Po jego wystąpieniu w sieci mogą wystąpić przerwy.
Obliczanie obwodu rezonansowego
Należy zauważyć, że zjawisko to wymaga bardzo ostrożnych obliczeń, zwłaszcza jeśli używane jest połączenie równoległe. Aby uniknąć zakłóceń w technice, musisz użyć różnych formuł. Będą one przydatne do rozwiązywania wszelkich problemów z fizyki z odpowiedniej sekcji.
Bardzo ważne jest, aby znać wartość mocy w obwodzie. Średnia moc rozpraszana w obwodzie rezonansowym może być wyrażona w postaci wartości skutecznej napięcia i prądu w następujący sposób:
R cf = I 2 cont * R = (V 2 cont / Z 2 ) * R.
Jednocześnie pamiętaj, że współczynnik mocy przy rezonansie wynosi cos φ = 1
Ta sama formuła rezonansu ma następującą postać:
ω 0 = 1 / √L * C
Impedancja zerowa przy rezonansie jest określana za pomocą następującego wzoru:
F rez = 1 / 2π √L * C
Częstotliwość drgań rezonansowych może być przybliżona w następujący sposób:
F = 1/2 p (LC) 0, 5
Gdzie: F = częstotliwość
L = indukcyjność
C = pojemność
Zazwyczaj obwód nie będzie się wahał, jeśli opór (R) nie będzie wystarczająco niski, aby spełnić następujące wymagania:
R = 2 (L / C) 0, 5
Aby uzyskać dokładne dane, należy starać się nie zaokrąglać wartości wynikowych z powodu obliczeń. Wielu fizyków zaleca stosowanie metody zwanej diagramem wektorowym prądów aktywnych. Dzięki prawidłowemu obliczeniu i regulacji urządzeń otrzymasz dobrą oszczędność prądu przemiennego.