Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


–езонансы в цепи переменного тока




ѕри протекании токов по электрической цепи, элементы которой соединены последовательно, параллельно или имеют смешанное соединение, могут получатьс€ различные режимы работы этой цепи. –ассмотрим следующие режимы работы электрических цепей: резонанс в цепи с последовательным соединением элементов (резонанс напр€жений), резонанс в цепи с параллельным соединением элементов (резонанс токов).

–езонанс напр€жений. –езонанс напр€жений наблюдаетс€ в цепи, в которой последовательно включены все элементы. »сследуем зависимость амплитуды тока и разности фаз между током и напр€жением от частоты изменени€ электродвижущей силы в цепи, содержащей активное сопротивление, индуктивность и емкость. ƒл€ этого воспользуемс€ полученными ранее формулами:

, .

 

 

»з приведенных формул видно, что амплитудное значение силы тока и сдвига фаз между током и напр€жением завис€т от частоты. √рафики зависимостей и приведены на рис. 7.14 и 7.15 соответственно.  ак видно из приведенных рисунков, при возрастании частоты амплитуда тока сначала возрастает, затем проходит через максимум, и, наконец, асимптотически стремитс€ к нулю. ћаксимальное значение силы тока, равное , достигаетс€ при обращении полного реактивного сопротивлени€ в ноль: . Ётому случаю соответствует частота , называема€ резонансной частотой. ѕри этой частоте амплитуда тока определ€етс€ только активным сопротивлением . “ак как дл€ обычных электрических цепей оно невелико, то при резонансе ток может быть очень большим, а напр€жени€ на емкости и индуктивности будут значительно превышать напр€жение источника тока. –азность фаз при резонансе .

¬екторна€ диаграмма принимает вид, изображенный на рис. 7.16. ѕадени€ напр€жени€ на емкости и индуктивности полностью взаимно компенсируютс€, соответствующие векторы равны по величине и противоположны по направлению. –езонанс такого типа называют резонансом напр€жений. ѕри резонансе напр€жений контур ведет себ€ как активное сопротивление.

–езонансный характер изменени€ тока можно наблюдать и при неизменной частоте, но измен€ющейс€ индуктивности. ћаксимальное значение тока в этом случае достигаетс€ при , то есть при .

«аметим, что при резонансе, когда амплитуда силы тока достигает максимума, цепь потребл€ет извне наибольшее количество энергии, то есть создаютс€ оптимальные услови€ дл€ передачи энергии от источника в цепь.

ѕример

ѕусть действующее напр€жение в цепи равно , частота , активное сопротивление , индуктивность , емкость конденсатора . “огда индуктивное, емкостное и полное сопротивлени€ цепи будут соответственно равны

,

,

ѕри резонансе напр€жений сдвиг фаз , действующее значение силы тока . “огда напр€жени€ на емкости и индуктивности будут равны . “аким образом, напр€жени€ на емкости и индуктивности превышают входное напр€жение в 5 раз.

–езонанс токов. –езонанс напр€жений наблюдаетс€ в цепи, в которой все элементы включены последовательно. ѕри параллельном соединении элементов цепи имеет место резонанс токов. –ассмотрим в качестве примера параллельный RLC -контур, подключенный к внешнему источнику переменного тока (рис. 7.17). ѕри построении векторной диаграммы следует учесть, что при параллельном соединении напр€жение на всех элементах цепи R, C и L одинаково и равно напр€жению внешнего источника. “оки, текущие в разных ветв€х цепи, отличаютс€ не только по значени€м амплитуд, но и по фазовым сдвигам относительно приложенного напр€жени€. ѕоэтому полное сопротивление цепи нельз€ вычислить по законам параллельного соединени€ цепей посто€нного тока. ¬екторна€ диаграмма дл€ параллельной RLC -цепи изображена на рис.7.18. „ерез , , обозначены силы токов, текущих через участки цепи, содержащие активное сопротивление, индуктивность и емкость соответственно. »з диаграммы видно, что

.

ѕоэтому полное сопротивление цепи принимает значение

.

ћаксимальное значение полного сопротивлени€, , достигаетс€ при частоте . ‘азовый сдвиг между током и напр€жением в этом случае равен нулю. ѕолное сопротивление Z принимает максимальное значение, поэтому сила тока в подвод€щих проводах становитс€ малой. «начени€ же сил тока и могут быть при этом большими. »меет место резонанс токов. «ар€д протекает от емкости к индуктивности и наоборот, происход€т колебани€ тока и зар€да на конденсаторе.

Ёто интересно!

ќдной из самых €рких, интересных и неоднозначных личностей среди ученых-физиков €вл€етс€ Ќикола “есла. Ѕез его трудов, открытий и изобретений трудно представить себе существование обыденных, казалось бы, вещей, таких как, например, наличие электротока в наших розетках. ѕодобно Ћомоносову, Ќикола “есла опередил свое врем€. –езерфорд называл его Ђвдохновенным пророком электричестваї. »менно Ќикола “есла подарил человечеству генератор переменного тока.

Ѕудучи студентом ѕражского университета, уже на втором курсе молодой “есла выдвигает идею индукционного генератора переменного тока. ќднако университетские профессора сочли эту идею сумасбродством. Ќо это только подстегнуло изобретател€, и в 1882 г. он строит действующую модель.

“есла уезжает в —Ўј и пр€мо с корабл€ направл€етс€ к знаменитому Ёдисону Ц изобретателю угольного микрофона, электрической лампочки, фонографа и динамо-машины. ¬се изобретени€ и все научные разработки Ёдисона базировались на использовании посто€нного тока.   идее “есла Ёдисон отнесс€ довольно прохладно, но все же предложил ему работу в своей лаборатории. “есла пыталс€ доказать, что пеpеменный ток более эффективен и менее доpог. ¬ окт€бре 1887 г., не прекраща€ работать на Ёдисона, Ќикола “есла получил патент на своЄ изобретение. Ќо только в 1888 г., уже работа€ самосто€тельно, “есла продемонстрировал свое изобретение Ц генератор переменного тока.

¬1888 г. он открывает €вление вращающегос€ магнитного пол€.

јмериканский промышленник ƒжордж ¬естингхаус покупает патенты на разработанные “еслой системы передачи электроэнергии посредством многофазного электрического тока, включа€ генераторы, электродвигатели и трансформаторы, и примен€ет их в своейгидроэлектростанции на Ќиагарском водопаде.

»зобретени€ “еслы на дес€тилети€ опередили развитие техники того времени. ѕлощади и улицы Ќью-…орка освещались дуговыми лампами конструкции “еслы. Ќа предпри€ти€х работали его электромоторы, выпр€мители, электрогенераторы, трансформаторы, высокочастотное оборудование. ¬ конце концов, разработки “еслы и других ученых открыли дорогу строительству электростанций и линий передач переменного тока, который стал широко использоватьс€ в промышленности и дл€ бытового электрического освещени€. Ђя не тружусь более дл€ насто€щего, € тружусь дл€ будущего, Ц сказал “есла собравшимс€ в Ќью-…орке журналистам более чем семь дес€тилетий тому назад. Ц Ѕудущее принадлежит мне!ї.

—егодн€ переменный ток Ц это бесконечна€ сеть мировой энергосистемы, ставша€ доступной человечеству благодар€ одному из ее создателей Ц гениальному Ќиколе “есле.

 

 





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-09-20; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 954 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

Ќеосмысленна€ жизнь не стоит того, чтобы жить. © —ократ
==> читать все изречени€...

516 - | 451 -


© 2015-2023 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.01 с.