Vooluste resonants ja selle kasulik kasutamine elektrotehnikas

Sisukord:

Vooluste resonants ja selle kasulik kasutamine elektrotehnikas
Vooluste resonants ja selle kasulik kasutamine elektrotehnikas
Anonim

Resonants füüsikas on nähtus, mille puhul süsteemi võnkumiste amplituud suureneb järsult. See juhtub siis, kui loomulikud ja välised häirivad sagedused langevad kokku. Mehaanikas on näiteks kella pendel. See käitumine on tüüpiline ka elektriskeemidele, mis sisaldavad aktiivse, induktiivse ja mahtuvusliku koormuse elemente. Väga oluline on voolude ja pingete resonants, see nähtus on leidnud rakendust sellistes teadusvaldkondades nagu raadioside ja tööstuslik toiteallikas.

voolu resonants
voolu resonants

Vektorid ja teooria

Ahelates, sealhulgas induktiivpoolides, kondensaatorites ja aktiivtakistustes toimuvate protsesside tähenduse mõistmiseks tuleks kaaluda lihtsa võnkeahela diagrammi. Nii nagu tavaline pendel kannab vaheldumisi energiat potentsiaalist kineetilisesse olekusse, voolab RCL-i ahelas olev elektrilaeng, mis akumuleerub mahtuvuses, induktiivsusesse. Pärast seda toimub protsess vastupidises suunas ja kõik algab otsast peale. Sel juhul näeb vektorskeem välja järgmine: mahtuvuslik koormusvool juhib pinge suunda nurga π / 2 võrra, induktiivne koormus jääb sama nurga võrra maha ja aktiivne koormus on faasis. Saadud vektoril on abstsissi suhtes kalle, mida tähistatakse kreeka tähega φ. Vahelduvvooluahelas tekib resonants, kui φ=0, cos φ=1. Matemaatika keelest tõlgituna tähendab see arvutus, et kõiki elemente läbiv vool langeb faasis kokku elektriahela aktiivkomponendi vooluga.

resonants vahelduvvooluahelas
resonants vahelduvvooluahelas

Praktiline rakendus toitesüsteemides

Teoreetiliselt on kõik need arvutused arusaadavad, kuid mida need tähendavad praktiliste küsimuste puhul? Palju asju! Kõik teavad, et kasulikku tööd igas vooluringis teeb võimsuse aktiivne komponent. Samal ajal moodustavad suurema osa energiatarbimisest elektrimootorid, mida on igas ettevõttes palju ja mis sisaldavad oma konstruktsioonis mähiseid, mis on induktiivne koormus ja loovad nurga φ, mis erineb nullist. Voolude resonantsi tekkeks on vaja kompenseerida reaktantsid nii, et nende vektorite summa muutuks nulliks. Praktikas saavutatakse see kondensaatori kaasamisega, mis tekitab vooluvektoris vastupidise nihke.

voolude ja pingete resonants
voolude ja pingete resonants

Raadiovastuvõtjate voolude resonants

Vooluste resonantsil on veel üks raadiotehnika rakendus. Võnkeahel, mis on iga vastuvõtuseadme aluseks, koosneb induktiivpoolist ja kondensaatorist. Elektrilise mahtuvuse väärtuse muutmisega on võimalik saavutada, et vajaliku kandesagedusega signaal võetakse vastu valikuliselt ning ülejäänud antennis vastuvõetavad täislainekomponendid, sealhulgas häired, summutatakse. Praktikas näeb selline muutuv kondensaator välja nagu kaks plaatide komplekti, millest üks pööramisel siseneb või väljub teise, suurendades või vähendades elektrilist mahtuvust. See tekitab voolude resonantsi ja raadio häälestatakse soovitud sagedusele.

Soovitan: