|
|||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Основные теоретические положения. Резонансом напряжение называют такой режим цепи с последовательным соединением элементов , когда полное сопротивление равно активномуРезонансом напряжение называют такой режим цепи с последовательным соединением элементов , когда полное сопротивление равно активному, несмотря на наличие реактивных сопротивлений. При этом ток совпадает по фазе с приложенным напряжением, а напряжения на реактивных элементах цепи равны по величине и противоположны по фазе. Следовательно, для режима резонанса характерно равенство индуктивного и емкостного сопротивлений: (1) Добиться этого равенства можно изменением одной из трех величин - и . Резонанс в цепи (рис.1а) возникает при (2) где - резонансная частота.
Рис.1 Если к цепи приложено неизменное напряжение, то в режиме резонанса ток в ней приобретает максимальное значение и становится равным: (3) При этом напряжения на конденсаторе и катушке : (4) и превышает напряжение на зажимах цепи, если и . Отношение называется добротностью цепи. Величину d, обратную добротности, называют затуханием: , (5) где - волновое сопротивление цепи. Величина добротности показывает, во сколько раз падение напряжения на индуктивности или емкости превышает напряжение, приложенное к цепи, в режиме резонанса напряжений: . (6) Векторная диаграмма напряжений и тока в режиме резонанса напряжений приведена на рис.1
Для изучения резонанса напряжений наибольший интерес представляют частотные зависимости , и , разности фаз приложенного напряжения и тока . Такие кривые представлены на рис.2а. Как видно из этого рисунка, максимум имеет место при частоте, большей , а максимум - при частоте, меньшей ; расхождение будет тем больше, чем больше величина затухания. При изменении частоты от 0 до реактивное сопротивление цепи (рис.2б) имеет емкостной характер и изменяется от до 0. При этом ток возрастает от нуля до наибольшего значения , а угол сдвига фаз между током и напряжением изменяется от до . При изменении частоты от до результирующее реактивное сопротивление возрастает от 0 до и имеет уже индуктивный характер. При этом ток уменьшается от наибольшего значения до нуля, а угол возрастает от 0 до . Влияние параметров цепи на вид резонансных кривых можно учитывать, используя величину добротности . В самом деле, комплекс полного сопротивления цепи (рис.1) равен: В результате несложных преобразований получим: . (7) Следовательно, частотная характеристика модуля полного тока определяется уравнением: . (8) Для удобства сравнения частотных характеристик цепей с различной величиной добротности рассматривают зависимости: (9) На рис.2а кривые имеют большее значение Q, чем кривая I. Используя кривые рис.2а, легко определить добротность или затухание цепи. Для этого на высоте проводят прямую, параллельную оси абсцисс. Тогда: . (10) После несложных преобразований получим: . Считая, что , последнее выражение приведем к виду: , учитывая, что , откуда , (11) где - резонансная частота; - зона частот, называемая полосой пропускания при крайних частотах и и токе . Используя величину добротности, определенную на основании графических зависимостей, легко найти активное сопротивление цепи. Резонансные методы часто используются для измерения параметров цепи. Так, например, можно определить индуктивность и активное сопротивление катушки индуктивности по схеме рис.3
Последовательно с исследуемой катушкой включаем известные по величине емкость С и измерительное сопротивление . Изменяя частоту генератора, добиваемся в цепи резонанса при . В случае резонанса входное сопротивление будет чисто активным и тогда: (12) Измерив, входное напряжение и напряжение на известном , можем вычислить активное сопротивление катушки из (12) (13) Индуктивность катушки можно определить из выражения для резонансной частоты: , откуда . (14)
Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.005 сек.) |