|
Властивості кола при резонансі напруг
1. Повний опір кола дорівнює мінімальному активному опору 
2. Струм при резонансі максимальний 
3. Напруга на затискачах кола при резонансі дорівнює активній напрузі, яка збігається за фазою зі струмом кола 
Реактивні напруги рівні 
4. Коефіцієнт потужності  , звідки кут  , тому коло має чисто активний характер
5. Активна потужність 
6. Реактивна потужність  
7. Повна потужність кола дорівнює активній потужності
Розглянемо вiдношення напруг на дiлянках L і Сдо напруги на затискачах кола:
Згiдно з цими вiдношеннями, напруги на дiлянках реактивних опорiв UC і UL будуть тим бiльшi, чим менше активний опiр кола, i чим бiльше величина реактигних опорiв ХL i ХС. Отже, у коливальних контурах з малими активними опорами на дiлянках LіСможна дiстати набагато більшу напругу порiвняно з напругою на затискачах кола. Тому вiдношення
де Q — добротнiсть контуру.
Добротнiсть контуру показує, у скільки разiв хвильовий опiр бiльший вiд активного опору контуру.
Чим бiльше Q, тим бiлъшим, буде величина напруги в послiдовному коливальному контурi порiвняно з напругою генератора. Звiдси добротнiсть контуру показує, у скiльки разів напруга на дiлянках L і С буде бiльша порiвняно з напругою генератора при резонансi напруг. Добротнiсть характеризує якiсть контуру. Це означає, що коливальний контур чинить малий опiр струмам ряду частот i пропускає цiструми через контур. Цей дiапазон називається для контуру смугою пропускання контуру.
Залежно вiд ширини смуги пропускання частот контури бувають широкосмугов i, якi мають порiвняно великий активний опiр i вузькосмуговi, якi мають дуже малий активний опiр.
Отже, смугою пропускакня коливального контуру називається смуга частот, в межах яких струм у контурi не менше 0,707 резонансного струму.
Добротнiсть контуру залежить, в основному, вiд якостi котушки iндуктивностi, в якiй вiдбуваються майже всi активнi втрати контуру.
Наявнiсть смуги пропускания характеризує властивiсть контуру, яка називається селективнiстю.
Вибiрковістю (селективнiстю) називається властивiсть контуру виділяти (пропускати) струм частот, близьких до резонансної частоти, i приглушувати (ослабляти) струми (інших частот).
Графiки і дiаграми кола при резонансi напруг.
На графiку показано кривi залежностi ХLі ХС вiд частоти струму так, як вони розглядалися в колах з однiєю iндуктивнiстю i однiєю ємністю. Для рiзних значень частоти f графiчно визначено величину загального реактивного опору Х = ХL — ХСта побудовано графiк залежностi загальното реактивного опору Хвiд кутової частоти напруги генератора. У точцi перетину графiка з вiссю абсцисс ХL= ХСзнайдено резонансну часготу  о, вiльних коливань коливального контуру.
Якщо кутова частота генератора бiльше вiд кутової частоти вiльних коливань контуру  о, то коло має iндуктивний характер ХL> ХС. Якщо < о то коло має ємнiсний характер, ХС > ХL.
Векторну дiаграму кола при резонансi напруг зображено на рис. 9.6, а. Напруги UL і UCкомпенсують одна одну, i тому сума спадiв напруг на опорах ХL,ХС i R,яка виражає загальну напругу, дорiвнює вектору спаду напруги на активному опорi кола. Крiм того, вектори UL і UCбiльшi за вектор Uа = U, тобто є виграш у напрузi.
Якщо роздiлити вектори напруг на струм, то дiстанемо дiаграмуопорiв (рис. 9.6, б), звiдси впевнюємося, що загальний опiр дорівнює активному Z= R.
Кривi залежностi струму, напруги i кута зсуву за фазою вiдчастоти генератора називаються р е з о н а н с н и м и к р и в и м и (рис.9.7).
Крива дiючого значення струму кола. Якщо f = 0, то генератор кола пiдтримуе постiйну напругу на затискачах кола i ХC =  =  , тому І = 0. При збiльшеннi частоти до величини fо, тобто до величини резонансної частоти, ХL  збiльшується, а ХC зменшується вiд нескiнченностi до величини ХL. Отже, загальний реактивний опiр Х = ХL - ХC за абсолютною величиною зменшується до нуля, тому Iзростає до максимуму. При подальшому збiльшеннi частоти iндуктивний опiр збiльшується, а ємнiсний зменшується. Загальний реактивний опiр зростає, тому струм у колi зменшується.
Крива спаду напруги на активному опорi кола Uа. Ця крива вiдповiдає кривiй струму, оскiльки Uа = І Rтобто,U прямопропорцiйна струму, а R =const, якщо нехтувати впливом поверхневого ефекту. Отже, крива Uа має таку саму форму, що й крива струму.
Крива спаду напруги на iндуктивному опорi UL.
Якщо f=0, ХL=0, І=0, то UL=І ХL=0.
При зростаннi частоти вiд нуля до fо iндуктивний опір i струм у колi зростають, тому UL теж зростає. При незначному зростаннi f порiвняно з fо струм кола трохи зменшиться, але оскiльки ХL =ω L продовжує зростати, то ULпродовжує теж зростати до максимуму. Пiсля цього, в зв’язку iз значним зменшенням струму, I зменшується, незважаючи на те, що ХL продовжує зростати.
При f = , ХL = ω L= , ХС =  І=0.
Спади напруги на Ri Сдорiвнюють нулю, i напруга на L є такою, що дорiвнює вхiднiй напрузi генератора. Такий режим аналогiчний розiмкненню кола всерединi котушки. Отже, вольтметр, пiдключений до затискачiв котушки iндуктивтстi, покаже напругу генератора U, яка на графiку визначається за величиною Uа при fо. Це зрозумiло з формули  оскiльки UL-UC=0 при резонансi.
Отже, при збiльшеннi кутової частоти f >fо напруга на iндуктивностi UL. не може бути менше Uгенератора; UL = U генератора тiльки при f= .
Крива спаду напруги на ємнiсному опорi UC. Якщо
f= 0, то генератор має іподає на затискачi кола постiйну напругу. Отже конденсатор зарядиться до величини напруги генератора, UC=U.Тому крива UCна графiку починається не з нуля, а з Uгенератора.
При збiльшеннi кутової частоти до величини, близької до fо струм у колi збiльшується iнтенсивнiше, нiж зменшується ХC,а тому UC = ІХCзростає. При зростаннi кутотової частоти близько до резонансної струм збiльшується слабо, а ХCпродовжуе зменшуватися, i тому UCзменшується до ULпри резонанснiй частотi. При дальшому зростаннi f струм кола та ХCзменшується, отже UCзменшується.
Крива кута зсуву за фазою  . При fонапруга на затискачах і струм кола збiгаються за фазою =0. Якщо f <fо частота менша вiд резонансної частоти,ХC>ХL., коло має активно-ємнiсний характер. При збiльшеннi f >fо загальний реактивний опір X=XL-XC збільшується, кут додатний і збільшується.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
