A rezonancia feszültség a váltakozó áramú
Az induktív és kapacitív impedanciája sorbakötött okoz váltakozó áram áramkört egy kisebb fáziseltolás az áram és a feszültség, mint ha azokat külön-külön építeni a láncban.
Más szóval, az egyidejű hatása a két különböző jellegű reaktanciát áramkör kompenzálja (kölcsönös pusztítás) fáziseltolás.
Teljes kompenzáció, azaz. E. A teljes megsemmisítése a fáziseltolás az áram és a feszültség egy ilyen áramkör, akkor történik, amikor az induktív reaktancia lesz egyenlő a kapacitív reaktancia áramkört, azaz. E. Amikor XL = XC, vagy ami ugyanaz, ha? L = 1 / C.
Circuit ebben az esetben fog működni, mint egy tiszta ellenállás, t. E. Mintha nincs tekercs vagy kondenzátor. Nagysága a rezisztencia határozza meg az összeg a ellenállások aktív tekercsek és összekötő vezetékek. Ebben RMS áram az határozza meg a legnagyobb és Ohm törvénye, hogy I = U / R, ahol Z helyett most kiszállításra R.
Ugyanakkor eljáró feszültség UL = IXL tekercs és a kondenzátor Uc = IHS egyenlő lesz, és olyan nagy érték. Egy kis aktív áramköri ellenállás, ezek a feszültségek többszöröse lehet magasabb, mint a teljes feszültség U kapcsain az áramkör. Ez egy érdekes jelenség, az úgynevezett rezonancia elektromos feszültség.
Ábra. Az 1. ábra görbéi feszültség, áram és teljesítmény egy rezonancia feszültség az áramkörben.
Jelenlegi Menetrend feszültségű és rezonancia feszültség
Meg kell tartani határozottan szem előtt, hogy az ellenállás XL és XC változó attól függően, hogy az áram frekvenciáját, és van legalább egy kicsit változtatni a frekvenciáját, például a növekedést az XL =? L növekedni fog, és XC = 1 /? S csökkenése, és ezáltal egy rezonancia áramkör feszültség azonnal törött, így a hatóanyaggal együtt ellenállás és a reaktancia megjelenik a láncban. Ugyanez történik, ha a változó értéke induktivitás vagy kapacitív áramkör.
Amikor a rezonancia feszültség áramforrás teljesítmény fordítódik csak legyőzni az ellenállást az aktív kört,. E. A fűtőszálak.
Valóban, a láncban az egyik induktor áramingadozás előfordul, hogy van. E. A periodikus energia átviteléhez a mágneses mező generátor tekercs. Az áramkör a kondenzátor van ugyanaz, de annak az energiának az elektromos mező kondenzátor. Ugyanazt az áramkört egy kondenzátort és tekercset egy rezonancia feszültség (XL = XC), az energia, A tárolt szénláncú periodikusan áthalad a kondenzátoron, és vissza a jelenlegi forrás kizárólag azt megosztani az energiafogyasztást legyőzéséhez szükséges ellenállás az aktív áramkör. Így az energia játszódik le a kondenzátor és a tekercs szinte generátor.
Az egyik csak zavarja feszültségek reagálva Exalt mágneses mező energiája a tekercs nem lesz egyenlő az energia az elektromos mező a kondenzátor, és közben energia cserét lesznek ezeken a területeken többlet energiát a rendszeresen szolgáltatott a forrástól az áramkörbe, vissza vissza áramkört.
Ez a jelenség nagyon hasonlít ahhoz, ami az óra mechanizmus. Ingaóra ingadozhat folyamatosan és segítsége nélkül egy rugó (vagy terhelés órás órák), ha nincs súrlódási erő akadályozza a mozgást.
Tavaszi ugyanolyan beszámolási inga a megfelelő pillanatban az energia, ez segít leküzdeni a súrlódási erők, és ezt úgy érjük el, folyamatos rezgések.
Hasonlóképpen, az áramkörben, amikor a jelenség a rezonancia abban áramforrás, csak akkor fogyaszt energiát, hogy az ellenállás legyőzése az aktív áramköri, így megőrzi az oszcilláció folyamat.
Arra következtettünk, hogy a váltakozó áramú áramkör, amely egy generátort és egy sorba kapcsolt induktivitás és a kondenzátor, bizonyos feltételek mellett XL = XC átalakul vibrációs rendszer. Ez az áramkör nevezik rezgőkör.
Egyenletből XL = XC meg tudja határozni az oszcillátor frekvencia érték, amelynél a feszültség rezonancia jelenség:
Mivel a kapacitás értéke és induktivitás áramkört, melyben feszültség rezonancia lép fel:
Lrez = 1 /? 2C szelet = 1 /? 2L
Így, változó ezek közül bármelyik három változó (Frez, L és C), okozhat rezonancia áramkör feszültség, t. E. A transzformációs áramkört rezgőkör.
Példa hasznos alkalmazás feszültségek Resonance vevő bemeneti áramkör úgy van konfigurálva, változtatható kondenzátorral (vagy varióméter) úgy, hogy felmerül a stresszválasz. Ez azzal szükséges a normális működését a vevő nagyfeszültségű emelkedés a tekercs képest a feszültség az áramkörben létrehozott antenna által.
Együtt hasznos effektusokat feszültség rezonancia villamosmérnöki gyakran vannak olyan esetek, ahol a stressz káros rezonancia. Egy nagy feszültség növekedése _ külön részein az áramkör (a tekercs vagy egy kondenzátor) összehasonlítva a generátor feszültség károsodást okozhat az egyes alkatrészek és műszerek.
2 rezonancia feltétele az előfordulása feszültségek szekvenciális RLC - áramkör egyenlő fojtótekerccsel és egy kondenzátor. Ha az értékek ellentétes fázisú feszültséget az egész induktivitás és kapacitás azonos, úgyhogy Rezonancia érintett nevezzük rezonanciafeszültség.
Impedancia szekvenciális áramkört rezonancia megegyezik a minimális és aktív ellenállás.
Az Ohm-törvény képlet magában foglalja, hogy a maximális áram az áramkörben, és, tekintettel a tiszta aktív áramköri ellenállás fázisban van az alkalmazott feszültség:
A feszültség a induktivitás és kapacitás egyenlő, és a Q-szer az alkalmazott feszültség:
A mennyiség Q hívják Q hurok és azt mutatja, hogy hány alkalommal a feszültség reaktív (induktív vagy kapacitív) elem meghaladja a feszültség a bemeneti áramkör egy rezonáns üzemmódban.
ahol # 961; - hullám (jellemző) áramkör ellenállás:
A körfrekvencia, amelyen rezonancia lép az úgynevezett rezonancia körfrekvencia:
A frekvencia, amelyen rezonancia lép fel - rezonancia frekvencia, ill.
3 1. ábra vektor diagramján.
Tól háromszög feszültségtűréssel nyerhető az áramkör érintett háromszög elosztják egy háromszög oldalán az integrált áram (és a 2. ábra), amelyből az következik, hogy a
2. ábra. Háromszögek ellenállás és kapacitás.
A kapott expressziós (2) azt jelzi, hogy a fázisszög j az aktuális I és U feszültség hálózati természetétől függ a ellenállások tartalmazza a váltakozó áramú áramkör.
Szorzása oldalán ellenállása a háromszög a téren a jelenlegi I2 az áramkörben. kapjuk kapacitás háromszög (2. ábra b). Aktív teljesítmény AC áramkör
Az ellenállások és kapacitások háromszögek közötti kapcsolat megállapítása az áramkör paraméterei:
Az Ohm-törvény, tudjuk írni a képlet kiszámításához kapacitás:
S = I2Z = U2 / Z; P = I2R = U2 / R, (4)
Az elektromos áramkör elágazó egyenlő induktív és kapacitív reaktanciát (XL = XC) fáziskülönbség feszültség és áram az áramköri bemeneti értéke nulla, és a teljes ellenállás az áramkör
Ez az állapot a feszültség rezonancia.
Expressziójának vizsgálata azt mutatja, hogy a feszültség rezonancia számos fontos tényezőt:
1. rezonancia impedanciája feszültség AC áramkör feltételezi a minimális érték, és egyenlő az aktív ellenállás.
2. Ebből az következik, hogy a kis értékei ohmos jelenlegi magas értékeket érhet el.
3. Teljesítmény tényező rezonancia
Tart a maximális értékét, amely megfelel a szög J = 0. Ez azt jelenti, hogy a jelenlegi vektor I. és a feszültség vektor U ugyanabba az irányba.
Hatásos teljesítmény P = RI2 a legnagyobb értéke a teljes teljesítmény S, míg a lánc meddő teljesítmény Q = I2X = I2 (XL-XC) egyenlő nullával:
Amikor ezt a reakcióképes induktív és kapacitív meddő komponensek az összteljesítmény QL = QC = XLI2 = XCI2 elméletileg szerezhetnek, attól függően, hogy az aktuális értéket, és reaktanciákat összege nagyobb, mint a teljes kapacitás S.
5. rezonancia, a feszültség a terhelés, kapacitív és induktív egyenlő UC = UL = XCI = IXL és attól függően, hogy a jelenlegi és a reaktanciákat vehet nagy értékek, sokszor a tápfeszültséget. Ebben az esetben a feszültség az aktív ellenállás egyenlő a tápfeszültség, azaz UR = U.
A rezonancia feszültség ipari elektromos berendezések nem kívánatos és veszélyes esemény, mert balesetet okozhat miatt elfogadhatatlan túlmelegedés egyes elemeinek az elektromos áramkör vagy bontás a szigetelés a tekercsek elektromos gépek, berendezések, kábelek szigetelésére és kondenzátorok túlfeszültség különálló részből az áramkör.
Ugyanakkor, a rezonancia feszültség az elektromos váltóáram áramkörök széles körben használják a villamosmérnöki, elektronikai és a különböző eszközök és berendezések alapján a rezonancia feszültség.
6. Vizsgálati rezonancia jelenségek elektromos berendezéseket, amelyek segítségével végezzük a rezonancia görbe változik az aktuális, teljesítménytényező, feszültség a tekercs, a kondenzátor feszültsége bank és az impedancia áramkör függően kondenzátorok. Az elektronikus eszközök vannak kialakítva rezonancia görbék függően tekercs induktivitása LK vagy a bemeneti jel frekvenciáját.
2. kiosztása munka
1. Végezze el a kísérleti tanulmány áramkör sorba kapcsolt induktivitás, kondenzátor és ellenállás.
Szerint a kísérleti adatok kiszámításához a paramétereket a megfelelő villamos áramköri elemek (R, RK, LK, C, XL, XC).
3. A kapott adatokból a vektort diagramja három esetben: XL> XC; XL = XC; XL 4. Legyen rövid összefoglaló munka. 5. válaszolni a kérdésekre az önuralom. 3. Útmutató a végrehajtását a munka 1. Írja szóló jelentés laboratóriumi munka műszaki adatai készülékek és berendezések használt a munka elvégzéséhez. Összeállítás elektromos kapcsolási rajz a 3. ábra szerint.
3. ábra. A vizsgálat felépítése.
3. Ahhoz, hogy a két mérési feszültség voltmérő szabad végeken 60 és 300 V-os
Változtatásával a kondenzátor bank, hogy a szükséges mérési értékek (4. 5. kísérletek), a mérések eredményeit rögzíteni az asztalhoz.
Vizsgálat áramkör sorosan kapcsolt R, L, C
5. Számítás A impedanciájú áramköri Z és ZL tekercs aktív R, induktivitás XL és XC a kapacitív ellenállások, az L induktivitás és a C kapacitás, a feszültségesés a induktivitás és UL teljesítménytényező cosj képlet szerint:
6. Tápegység áramkör, hogy végre egy szabályozott áramforrás feszültsége szinuszos elhelyezett az áramforrás (Laboratory autotranszformátoros - LATR). Bekapcsolása előtt ellenőrizze, hogy a hálózati vezérlő gomb a bal szélső helyzetbe. A kutatás módban, a maximális feszültség a bemeneti csatlakozók, hogy nem lehet magasabb, mint 120-130 (áramkorlátozás).
7. A megbízható eredmények azt kell kiválasztani az optimális mérési tartomány a felvevő készülék, és nem hibázni ár meghatározásakor a készülék részlege.
4. A kompozíció a váltakozó áramú áramkörök ohmos elemek, induktivitások, kondenzátorok és az elemek csatlakozik a mágneses vagy kapacitív csatolás más áramkörök.
A rezisztív elemek villamos energia, előre formázva más energiaforrások. A rezisztív elem jellemzi az ellenállás értékét, és amely nem ^ induktivitás és kapacitás, amelynek hatását egy, bizonyos esetekben lehet figyelmen kívül hagyni (például, alacsony frekvenciával).
Az induktivitás elem kivételével induktivitás is van egy ellenállás, ami általában nem lehet figyelmen kívül hagyni. Néha azt figyelembe véve, és a hatása a kapacitás.
A kapacitív elem van néhány veszteség Ener-beli megközelítést, hanem viszonylag kicsi, és ezért nem lehet figyelmen kívül hagyni.
Folyamatok váltakozó áramú eltérnek a folyamatokat DC, az áramlatok és a feszültség-CIÓ változatlan. Állandó áram az áramkör nem változik, az elektromos és mágneses mezők kapcsolódó lánc. A váltakozó áramú változásaival on-feszültségek és áramok változó mágneses és elektromos
• a kapcsolódó területeken a láncot. Amikor a mágneses mezők merülnek fel, és a kölcsönös öngerjesztő EMF és az áramlás feltöltési és kisütési áramok változások a villamos erőteret a láncban.
• váltakozó áramú állandó, mint a kötelező légkondicionált pozitív irányba EMF feszültséget és áramot.
Szinuszos változók grafikusan ábrázolják a szinuszoidok vagy vraschayuschih-, kemping vektorok. A közötti arány az egyes elektromos kifejezett mennyiségét grafikusan formájában B-nusoid úgynevezett szinuszos diagram. Ebben az „ügy az ordináta egy bizonyos szinten szinuszos ^ pillanatnyi értékét képviselik mennyiségek (áram, feszültség 5, elektromotoros erő), és az abszcissza - az időintervallumok” .nachala referencia.
A közötti arány az egyes elektromos mennyiségek (áram, feszültség, elektromotoros erő) egy frekvencia-zhennoe kifejezett grafikusan vektorok formájában, úgynevezett phasor diagram.
„- Vektor - egy szegmens, amely jellemzi az numerikus érték és az irányt egyik vagy másik a mért érték. A vektor hosszát a skála kifejezi • amplitúdójú szinusz hullám. Az által bezárt szög a vektor és a pozitív irányát az x-tengelyen a kiindulási pont van egy kezdeti fázis és gyakorisága a forgatás vektor a körfrekvencia. Vektor hasonló mennyiségben képviselteti magát az azonos méretű és azok relatív helyzete nem változott, ahogy forognak azonos szögsebességgel.
A pillanatnyi értékei a szinusz-kifejezett érték zhayutsya előrejelzések forgó vektor az y-tengelyen. A pozitív forgásirány a vektorok elfogadott ellentétes irányba, hogy a mozgás a óra „nyilak
Ábra. 19. A helyzet a armatúratekercselések a generátor (A); szinuszos Nye (B) és a vektor (c) a dia-gramm EMF a tekercsek / 2.
Egy vektor diagram ábrázolja csak azok elektromos mennyiségek, amelyek ugyanazon a frekvencián. Az egyik vektorok a diagramon egy véletlenszerű, minden más vektorok ehhez viszonyított - szögben különbség határozza meg (shift) a fázisokat.
És a szinuszos EMF vektor diagramján a vit-esek és / .2 elhelyezett horgony generátor (ábra 19a.), És amelyeknek megfelelő kezdeti fázisban \ |) i és $ 2 ábrán mutatjuk be. 19,6 in.