Áram rezonancia

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2019. december 18-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 8 szerkesztést igényelnek .

Áramrezonancia (párhuzamos rezonancia) - párhuzamos oszcillációs áramkörben fellépő rezonancia , amikor olyan feszültségforráshoz csatlakozik, amelynek frekvenciája egybeesik az áramkör rezonanciafrekvenciájával .

A jelenség leírása

Létezik egy párhuzamos oszcillációs áramkör, amely egy R ellenállásból , egy L induktorból és egy C kondenzátorból áll. Az áramkör egy frekvenciájú váltakozó feszültségforráshoz csatlakozik . Az áramkör rezonanciafrekvenciája . $\omega$ ${\displaystyle \omega _{p}={\frac {1}{\sqrt {LC))))$

A komplex amplitúdók módszerével meghatározzuk az áramkör áramát

{\textstyle {\pont {I}}={\frac {\pont {U}}{Z}}={\frac {\pont {U}}{1/\left[{\frac {1}{R ))+{\frac {1}{j\omega L}}+j\omega C\right]}}=\left\vert {\frac {\dot {U}}{Z}}\right\vert e ^{-j\phi },}

ahol a párhuzamos áramkör komplex ellenállása, az áram és a feszültség közötti fáziseltolódás . $Z={\frac {\left(\omega L\right)^{2}Rj\omega LR^{2}\left(\omega ^{2}LC-1\right)}{\left( \omega L\right)^{2}+R^{2}\left(\omega ^{2}LC-1\jobb)^{2}}}$ $\phi =\arctan \left(-{\frac {R\left(\omega ^{2}LC-1\right)}{\omega L))\right)$

Ezenkívül a teljes hurokáram a kondenzátoron és az induktoron átfolyó áramok összege

{\pont {I}}={\pont {I_{R}}}+{\pont {I_{L}}}+{\pont {I_{C}}}={\frac {\pont {U}}{R}}+{\frac {\pont {U}}{j\omega L}}+j\omega C{\dot {U}}={\frac {\pont {U}}{ R}}+\left({\frac {-j{\pont {U}}}{\omega L}}\jobbra)+{\pont {U}}j\omega C.

Amint az az utolsó kifejezésből látható, az áramok és az áramok ellenfázisban vannak (az egyiknek szorzója , a másiknak szorzója van ). ${\displaystyle {\pont {I_{L))))$ ${\displaystyle {\pont {I_{C))))$ $-j$ $j$

A rezonanciafrekvencián az áramkörben lévő áram amplitúdója felveszi az értéket . ${\displaystyle \omega =\omega _{p}={\frac {1}{\sqrt {LC))))$ $I_{p}={\frac {U}{R}}=I_{R}$

Az induktoron és a kondenzátoron átmenő áramok amplitúdója a feszültséggel arányos rezonanciafrekvencián a következő értékekkel rendelkezik : $L$ $C$ ${\displaystyle \omega =\omega _{\rho ))$

I_{Lp}={\frac {U}{\omega _{p}L}}=U{\sqrt {\frac {C}{L}}}={\frac {U}{\rho }},

I_{Cp}=U\left(\omega _{p}C\right)=U{\sqrt {\frac {C}{L}}}={\frac {U}{\rho }} ,

ahol az áramkör karakterisztikus (hullám) ellenállása és egyenlő . $\rho$ ${\displaystyle \rho =\omega _{p}L={\frac {1}{\omega _{p}C))={\sqrt {\frac {L}{C))))$

Ezért a rezonanciafrekvencián a reaktív elemekben folyó áramok a teljes áramot szorzóval meghaladják. Innen származik az "áramlati rezonancia" vagy "párhuzamos rezonancia" elnevezés. ${\frac {R}{\rho ))$

Soros-párhuzamos rezonancia

A párhuzamos és soros rezonancia mellett létezik kombinált, vagy inkább párhuzamos soros rezonancia is. A legegyszerűbb változatban ez két, azonos induktivitású, sorba kapcsolt tekercs. Az egyik tekercsen oszcillációs áramkör van megvalósítva. Ebben az esetben a párhuzamos rezonancia hatása fele-fele arányban nyilvánul meg, és fele-fele arányban a soros rezonancia hatása. Ezért részleges feszültségnövekedés következik be. Ez a módszer olyan esetekben célszerű alkalmazni, amikor a generátor nem tudja előállítani a kívánt feszültséget, vagy a feszültség a hálózatban lemerül. De ezt a módszert csak azokra a fogyasztókra alkalmazzák, akiknek a terhelése állandó, mert ha a terhelés megváltozik, akkor a rezonancia eltéved. Egy ilyen áramkörhöz nem bármelyik transzformátor alkalmas, hanem csak azok, amelyekben a tekercsek nem fedik át egymást, és a magon egymással szemben lévő különböző magokon helyezkednek el. Ha a szekunder tekercs a primerre van feltekerve, akkor a párhuzamos rezonancia nem működik egy ilyen transzformátoron. Ezenkívül léteznek bonyolultabb soros-párhuzamos rezonancia áramkörök, amelyek félvezetőket, például tranzisztorokat használnak. [egy]

Frekvenciamodulált átalakító soros párhuzamos rezonanciával . findpatent.ru . Hozzáférés időpontja: 2017. augusztus 30. (határozatlan)

Jegyzetek

Az áramrezonancia üzemmódban működő oszcillációs áramkör nem teljesítményerősítő. Ez egy áramerősítő.

Az áramkörben keringő nagy áramok a generátor erős áramimpulzusa miatt keletkeznek a bekapcsolás pillanatában, amikor a kondenzátor töltődik. Az áramkörből történő jelentős teljesítménylevételnél ezek az áramok "elfogynak", és a generátornak ismét jelentős töltőáramot kell adnia. Ezért a hurkon belül az ellenállást minimálisra kell csökkenteni a veszteségek csökkentése érdekében.

Ha a generátor gyenge, akkor az oszcillációs áramkörbe való bekapcsolásakor egy nagy töltőáram elégetheti. A helyzetből úgy kerülhet ki, hogy fokozatosan növeli a feszültséget a generátor kapcsain (fokozatosan „lengette” az áramkört).

Az alacsony minőségi tényezővel rendelkező rezgőkör és a kis induktivitású tekercs túl rosszul "szivattyúzott" energiával (kevés energiát tárol), ami csökkenti a rendszer hatékonyságát. Ezenkívül egy kis induktivitású és alacsony frekvenciájú tekercs kis induktív ellenállással rendelkezik, ami a generátor "rövidzárlatához" vezethet a tekercsben, és letilthatja a generátort.

Az oszcilláló áramkör minőségi tényezője arányos az L/C-vel, az alacsony minőségi tényezőjű rezgőkör nem „tárolja” jól az energiát. Az oszcillációs áramkör minőségi tényezőjének növelésére többféle módszert alkalmaznak:

a működési frekvencia növelése;
Ha lehetséges, növelje az L-t és csökkentse a C-t. Ha nem lehetséges az L növelése a tekercs fordulatszámának növelésével vagy a vezeték hosszának növelésével, használjon ferromágneses magokat vagy ferromágneses betéteket a tekercsben; a tekercs ferromágneses anyagú lemezekkel van ragasztva stb.

Kis induktivitású oszcillációs áramkör kiszámításakor figyelembe kell venni a csatlakozó rudak (a tekercstől a kondenzátorig) és a kondenzátortelep csatlakozó vezetékeinek induktivitását. A csatlakozórudak induktivitása sokkal nagyobb lehet, mint a tekercs induktivitása, és jelentősen csökkentheti az oszcilláló áramkör frekvenciáját.

A transzformátorokon az áramok rezonanciájának megvalósításakor a primer és a szekunder tekercseket a mágneses áramkör különböző magjain kell elhelyezni, különben a szekunder tekercsből származó elektromágneses interferencia zavarja a rezonanciát. Ezért alkalmasak az U vagy W alakú maggal rendelkező transzformátorok. Ellenkező esetben a tekercseket fóliával óvatosan védik egymástól.

Alkalmazás

Egy jó minőségű oszcillációs áramkör jelentős ellenállást biztosít egy bizonyos f frekvenciájú árammal szemben. Ennek eredményeként az áramrezonancia jelenségét használják a sávleállító szűrőkben .
Mivel az f frekvenciájú árammal szemben jelentős ellenállás van, az áramkörben f frekvencián a feszültségesés maximális lesz. Az áramkör ezen tulajdonságát szelektivitásnak nevezik, rádióvevőkben használják egy adott rádióállomás jelének elkülönítésére.
Az áramrezonancia üzemmódban működő oszcilláló áramkör az elektronikus generátorok egyik fő alkotóeleme .
Az oszcillációs áramkör a generátorok terhelésének csökkentésére szolgál. Ehhez a vevőtranszformátoron a primer tekercs alapján oszcillációs áramkört készítenek. De a transzformátor csak olyanra alkalmas, amelyben a tekercsek nem fedik át egymást, és a mágneses áramkör különböző helyein helyezkednek el. Ha egy bizonyos kapacitású kondenzátort párhuzamosan csatlakoztatunk egy egyfázisú aszinkron motorhoz a rezonancia elérése érdekében, ez csökkenti a generátor terhelését. Az ipari indukciós kazánok rezgőkört használnak a jobb hatékonyság érdekében. Ebben az esetben a fogyasztó és a generátor között valamilyen szétkapcsolásnak kell lennie bemeneti ellenállás vagy leválasztó transzformátor formájában.

Lásd még

Stressz rezonancia

Oszcillációs áramkör

Jegyzetek

↑ Frekvenciamodulált átalakító soros párhuzamos rezonanciával . Letöltve: 2017. augusztus 30. Az eredetiből archiválva : 2017. augusztus 31.. (határozatlan)

Irodalom

Vlasov VF Rádiómérnöki tanfolyam. M.: Gosenergoizdat, 1962. S. 928.
Izyumov N. M., Linde D. P. A rádiótechnika alapjai. M.: Gosenergoizdat, 1959. S. 512.

Linkek

Áram rezonancia

Áramkörök. A/C áramkörök. Párhuzamos rezonancia

Frekvenciamodulált soros-párhuzamos rezonancia átalakító