Resonanca tokov in njena koristna uporaba v elektrotehniki

Kazalo:

Resonanca tokov in njena koristna uporaba v elektrotehniki
Resonanca tokov in njena koristna uporaba v elektrotehniki
Anonim

Resonanca v fiziki je pojav, pri katerem se amplituda nihanj sistema močno poveča. To se zgodi, ko naravna in zunanja moteča frekvenca sovpadata. V mehaniki je primer nihalo ure. To vedenje je značilno tudi za električna vezja, ki vključujejo elemente aktivnih, induktivnih in kapacitivnih bremen. Resonanca tokov in napetosti je zelo pomembna, ta pojav je našel uporabo na področjih znanosti, kot so radijske komunikacije in industrijsko napajanje.

trenutna resonanca
trenutna resonanca

Vektorji in teorija

Da bi razumeli pomen procesov, ki se pojavljajo v tokokrogih, vključno z induktorji, kondenzatorji in aktivnimi upori, je treba razmisliti o diagramu preprostega nihajnega kroga. Tako kot navadno nihalo izmenično prenaša energijo iz potencialnega v kinetično stanje, električni naboj v RCL krogu, ki se kopiči v kapacitivnosti, steče v induktivnost. Nato se proces odvija v nasprotni smeri in vse se začne znova. V tem primeru je vektorski diagram videti takole: tok kapacitivnega bremena vodi smer napetosti za kot π / 2, induktivno breme zaostaja za istim kotom, aktivno breme pa je v fazi. Nastali vektor ima naklon glede na absciso, ki ga označuje grška črka φ. Resonanca v izmeničnem tokokrogu se pojavi, ko je φ=0 oziroma cos φ=1. Prevedeno iz jezika matematike ta izračun pomeni, da tok, ki teče skozi vse elemente, v fazi sovpada s tokom v aktivni komponenti električnega tokokroga.

resonanca v tokokrogu AC
resonanca v tokokrogu AC

Praktična uporaba v napajalnih sistemih

Teoretično so vsi ti izračuni razumljivi, kaj pa pomenijo za praktična vprašanja? Veliko stvari! Vsi vedo, da koristno delo v katerem koli vezju opravlja aktivna komponenta moči. Hkrati večino porabe energije predstavljajo elektromotorji, ki jih je veliko v katerem koli podjetju, in v svoji zasnovi vsebujejo navitja, ki so induktivna obremenitev in ustvarjajo kot φ, ki je drugačen od nič. Da bi prišlo do resonance tokov, je treba kompenzirati reaktanse tako, da njihova vektorska vsota postane nič. V praksi se to doseže z vključitvijo kondenzatorja, ki ustvari nasprotni premik tokovnega vektorja.

resonanca tokov in napetosti
resonanca tokov in napetosti

Resonanca tokov v radijskih sprejemnikih

Resonanca tokov ima še eno, radiotehnično uporabo. Oscilacijski krog, ki je osnova vsake sprejemne naprave, je sestavljen iz induktorja in kondenzatorja. S spreminjanjem vrednosti električne kapacitivnosti je mogoče doseči, da bo signal z zahtevano nosilno frekvenco sprejet selektivno, preostale vsevalovne komponente, ki jih sprejme antena, vključno z motnjami, pa bodo potlačene. V praksi je takšen spremenljivi kondenzator videti kot dva niza plošč, od katerih ena, ko se vrti, vstopi ali izstopi iz druge, s čimer poveča ali zmanjša električno kapacitivnost. To ustvari resonanco tokov in radio se nastavi na želeno frekvenco.

Priporočena: