Obecny rezonans i jego przydatne zastosowanie w elektrotechnice

Rezonans w fizyce jest zjawiskiem, w którym gwałtownie wzrastają amplitudy oscylacji układu. Dzieje się tak w przypadku zbiegów własnych i zewnętrznych częstotliwości zakłócających. W mechanice przykładem może być wahadło zegara. Podobne zachowanie jest typowe dla obwodów elektrycznych, które obejmują elementy obciążenia czynnego, indukcyjnego i pojemnościowego. Rezonans prądów i napięć jest bardzo ważny, zjawisko to znalazło zastosowanie w takich dziedzinach nauki jak łączność radiowa i zasilanie przemysłowe.

Wektory i teoria

Aby zrozumieć znaczenie procesów zachodzących w obwodach, w tym cewek indukcyjnych, kondensatorów i aktywnych rezystancji, należy wziąć pod uwagę schemat prostego obwodu oscylacyjnego. Tak jak zwykłe wahadło przemienia na przemian energię z potencjału na stan kinetyczny, ładunek elektryczny w łańcuchu RCL gromadzenie się w zbiorniku wpływa do indukcyjności. Następnie proces odbywa się w przeciwnym kierunku, a wszystko zaczyna się od nowa. W tym przypadku schemat wektorowy wygląda następująco: prąd obciążenia pojemnościowego jest przed nim o kąt π / 2, kierunek napięcia, obciążenie indukcyjne jest opóźnione o ten sam kąt, a sygnał aktywny pokrywa się w fazie. Powstały wektor ma nachylenie w stosunku do odciętej, oznaczonej grecką literą φ. Rezonans łańcuchowy prąd przemienny występuje, gdy φ = 0, odpowiednio cos φ = 1. Przetłumaczone z języka matematyki, to obliczenie oznacza, że ​​prąd przepływający przez wszystkie elementy zbiega się w fazie z prądem w aktywnej części obwodu elektrycznego.

Praktyczne zastosowanie w systemach zasilania

Teoretycznie wszystkie te obliczenia są zrozumiałe, ale co one oznaczają dla praktycznych pytań? Bardzo! Każdy wie, że użyteczna praca w jakimkolwiek schemacie jest wykonywana przez aktywny składnik mocy. Jednocześnie dużą część zużycia energii stanowią silniki elektryczne, które w każdym przedsiębiorstwie są liczne i zawierają w swoich uzwojeniach projektowych, które są obciążeniami indukcyjnymi i tworzą kąt φ, który jest różny od zera. Aby wystąpił rezonans prądowy, konieczne jest skompensowanie reakcji tak, aby ich suma wektorowa stała się równa zeru. W praktyce osiąga się to przez włączenie kondensatora, który wytwarza przeciwne przesunięcie wektora prądu.

Obecny rezonans w odbiornikach radiowych

Obecny rezonans ma inną, radiową aplikację. Obwód oscylacyjny, który stanowi podstawę każdego urządzenia odbiorczego, składa się z induktora i kondensatora. Zmiana wartości pojemność elektryczna można osiągnąć, że sygnał o wymaganej częstotliwości nośnej zostanie selektywnie odebrany, a pozostałe komponenty wszystkich fal otrzymane w antenie, w tym interferencja, zostaną stłumione. W praktyce taki zmienny kondensator wygląda jak dwa zestawy płytek, z których jeden, po obróceniu, wchodzi do drugiego lub opuszcza drugi, zwiększając lub zmniejszając pojemność. Tworzy to prądy rezonansowe, a radio jest dostrajane do żądanej częstotliwości.