Текущ резонанс и неговото полезно приложение в електротехниката

Резонансът във физиката е явление, при което амплитудите на трептенията на системата се увеличават рязко. Това се случва с съвпадението на неговите собствени и външни смущаващи честоти. В механиката, махалото на часовника е пример. Подобно поведение е типично за електрически вериги, които включват елементи на активен, индуктивен и капацитивен товар. Резонансът на токове и напрежения е много важен, това явление е намерило приложение в такива области на науката като радиокомуникациите и индустриалното електроснабдяване.

Вектори и теория

За да се разбере смисъла на процесите, протичащи в схемите, включително индуктори, кондензатори и активни съпротивления, трябва да разгледате схемата на най-простия колебателен кръг. Точно както обикновеното махало променя енергията от потенциал в кинетично състояние, електрически заряд в RCL веригата, натрупваща се в резервоара, се влива в индуктивността. След това процесът протича в обратна посока и всичко започва отначало. В този случай векторната диаграма изглежда така: токът на един капацитивен товар е напред с ъгъла π / 2 по посока на напрежението, индуктивният товар изостава от същия ъгъл и активният съвпада по фаза. Полученият вектор има наклон по отношение на абсцисата, обозначен с гръцката буква φ. Верижен резонанс променлив ток възниква, когато φ = 0, съответно, cos φ = 1. Преведено от езика на математиката, това изчисление означава, че токът, преминаващ през всички елементи, съвпада по фаза с тока в активната компонента на електрическата верига.

Практическо приложение в енергийните системи

Теоретично всички тези изчисления са разбираеми, но какво означават те за практически въпроси? Много! Всеки знае, че полезната работа във всяка схема се извършва от активния компонент на властта. В същото време голяма част от потреблението на енергия се дължи на електрически двигатели, които във всяко предприятие са много, и съдържат в своите конструкции намотки, които са индуктивни товари и създават ъгъл φ, който е различен от нула. За да възникне токов резонанс, е необходимо да се компенсират реактивите, така че тяхната векторна сума да стане нула. На практика това се постига чрез включване на кондензатора, което създава обратното изместване на текущия вектор.

Токов резонанс в радиоприемници

Текущият резонанс има друго, радио приложение. Осцилаторната верига, която формира основата на всяко приемащо устройство, се състои от индуктор и кондензатор. Промяна на стойността електрически капацитет може да бъде постигнато, че сигналът с необходимата носеща честота ще бъде селективно приеман и другите компоненти на всички вълни, получени в антената, включително интерференция, ще бъдат потиснати. На практика такъв променлив кондензатор прилича на два комплекта плочи, единият от които, когато се върти, влиза или излиза от другата, увеличавайки или намалявайки капацитета. Това създава резонансни токове и радиото се настройва на желаната честота.