Jaká je rezonance proudů?

Při studiu základů elektrotechniky se jedna ze stupňů nevyhnutelně zabývá rezonancí proudů a napětí. Tyto jevy jsou neodmyslitelné v řetězcích střídavý proud a mohou být jak nežádoucí, vyžadují je při modelování napájecích a spínacích obvodů a jsou užitečné.

Například rezonance v obvodu střídavého proudu je často používán v rádiovém: laděný oscilačního obvodu na základě rezonanční napětí, umožňuje několikrát zesílit nízké rádiový signál, jelikož v důsledku transformace „kapacitní indukčnosti“ je růstový efektivní hodnoty napětí.

Tento oscilační obvod je základem pro pochopení toho, jak dochází k rezonanci proudů a (nebo) napětí. Jedná se o uzavřený elektrický obvod sestávající z paralelního kondenzátoru (kapacita C) a cívky (indukčnost L). V nich dochází v důsledku procesu "přenášení" energie z elektrického pole kapacity na magnetické pole indukčnosti k vlastnímu tlumení (kvůli přítomnosti aktivní složky R) oscilace určité frekvence.

V rezonančním režimu provozu elektrického obvodu je odpor vůči proudovému proudu reprezentován pouze aktivní složkou R. Rezonance proudů a rezonance napětí se liší. Zvažme jejich vlastnosti.

Aktuální rezonance vzniká v obvodu s paralelně zapojeným kondenzátorem a cívkou, jejichž jmenovité hodnoty jsou zvoleny tak, aby proud v C a L byl stejný jako proud. V důsledku toho je aktuální hodnota v obvodu "C-L" vyšší než u běžného obvodu.

Princip fungování je následující: když je napájení dodáváno, kondenzátor akumuluje náboj (až do jmenovitého napětí zdroje). Poté stačí vypnout zdroj a obvod uzavřít k okruhu tak, aby se proces vypouštění začal na cívce. Proud, který prochází, generuje magnetické pole a vytvoří EMF samoindukce, směřující proti proudu. Jeho maximální hodnota se dosáhne při úplném vybití kondenzátoru. To znamená, že veškerá energie uložená v nádrži se přemění na magnetické pole indukčnosti. Avšak v důsledku samoindukce cívky se pohyb nabitých částic nepřestává.

Vzhledem k tomu, že z kondenzátoru není žádný protiproud (vypouští se), začne se nabíjet, ale s jinou polaritou. V důsledku toho se celé pole cívky přemění na kondenzátorový náboj a proces se opakuje. Vzhledem k přítomnosti vnitřní aktivní složky R se oscilace postupně ztrácí. Proto je realizována rezonance proudů.

Resonance Resonance má sériové zapojení rezistoru R, cívku L a kondenzátor C Důležitým znakem je to, že napájecí napětí je nižší než kondenzátorem a cívkou (na každý prvek samostatně), ale rovnou proud se udržuje. A napětí a proud jsou ve fázi stejné. Hlavní podmínkou pro vznik a udržování tohoto procesu je rovnost indukčních a kapacitních odporů. Na tomto základě je impedance rovna aktivnímu odporu.

K určení efektivních hodnot napětí na cívce a kondenzátoru je aplikován zákon Ohmu. V případě cívky se rovná součinu proudu induktivní odpor (U1 = IX1). Proto musí být pro kondenzátor vynásoben proudem kapacitní odpor (U2 = IX2). Protože proud je následně připojen k prvkům a pro rezonanci X1 = X2, napětí pro indukčnost a kapacitu jsou stejné. Zvýšením reaktivních složek je tedy možné dosáhnout významného zvýšení napětí U1 a U2 při zachování nezměněné hodnoty EMF samotného napájecího zdroje. Hlavní oblastí použití je radiotechnika.