رنين الجهد، حالة حدوثه. أوضاع تشغيل الرنين في الدوائر الكهربائية ما هي الدائرة التي تتعرض لرنين الجهد؟

رنين الجهد هو نمط الدائرة الكهربائية ذات التيار الجيبية مع توصيل سلسلة للمقاومة R، استقرائيا أرض بالسعة مع عناصر , حيث تكون زاوية تحول الطور بين الجهد المشترك (أنابيب الجهد ) والتيار في الدائرة صفر .

شرط حدوث رنين الجهد هو تساوي المفاعلات الحثية والسعوية للدائرة:

× ل = × ج . (3.27)

تسمى الدائرة الكهربائية التي تعمل بتيار متناوب جيبي، والتي تتضمن مكثف ومغوي، الدائرة التذبذبية .

يمكن الحصول على رنين الجهد بثلاث طرق:

1. التغيير الترددات ث التيار الجيبي.

2. التغيير قيم الحث أو حاويات الدائرة التذبذبية، والتي الاستقرائي XLأو بالسعة اكس جمقاومة؛

3. عند تغيير المعلمات ث في نفس الوقت، ل, جدوائر الدوائر التذبذبية.

من حالة رنين الجهد (3.27) يتبع ذلك منذ ذلك الحين

XL=ث لو اكس ج= 1/ث ج,

ثم عند رنين الجهد

حيث w res، rad/sec – تردد الرنين.

يتميز رنين الجهد بعدد من الميزات المهمة:

1. بما أنه أثناء رنين الجهد تكون زاوية تحول الطور بين الجهد والتيار صفر (j = y u - y i = 0)، إذن يأخذ عامل القدرة عند الرنين أعلى قيمة، تساوي الوحدة :

كوسي = كوس 0° = 1. (3.29)

في هذه الحالة، كما يتبين من الرسم البياني المتجه في الشكل. في الشكل 3.22أ، يتطابق متجه التيار ومتجه الجهد الإجمالي في الاتجاه، حيث أن لهما مراحل أولية متساوية y u = y i.

2. عند رنين الجهد تبين أن نواقل الجهد على العناصر الحثية والسعوية متساوية في الحجم ومعاكسة في الطور :

يو إلالدقة = يو سيالدقة (3.30)

لأن إكس إل آي = اكس سي اي، ولكن في شكل معقد (انظر الشكل 3.22، أ).

3. تبين أن الجهد عبر المقاومة النشطة عند رنين الجهد يساوي جهد الشبكة (الشكل 4.22،أ) منذ ذلك الحين

. (3.31)

في شكل معقد.

4. نسبة المفاعلة الحثية أو السعوية إلى المقاومة النشطة للدائرة ص، ل، ج- تسمى العناصر عند الرنين عامل الجودة للدائرة التذبذبية س

. (3.32)

ضرب بسط ومقام هذه الكسور بالتيار أنانحصل على تعبيرات لعامل جودة الدائرة التذبذبية من خلال نسب الجهد

. (3.33)

عند القيم الاستقرائية الكبيرة XLوالسعة اكس جالمقاومة والقيم المنخفضة للمقاومة النشطة رسلاسل ( ر<<× ل = × ج)، أي. بعوامل الجودة العالية سدائرة تذبذب الجهد
يو إلالدقة = يو سيالدقة >> ش:

يو إلالدقة / ش = XLالدقة / ر = س >> 1; يو سيالدقة / ش = اكس جالدقة / ر = س >> 1, (3.34)

إنه يمكن أن يكون الجهد على الحث والمكثف للدائرة المتذبذبة المتسلسلة مع عامل الجودة العالي في وضع رنين الجهد أعلى بعدة مرات من جهد الإمداد .

على سبيل المثال، إذا كانت الدائرة التذبذبية لدائرة متوالية مع
ص، ل، ج- العناصر التي تعمل بالجهد الجيبي ش= 220 فولت، ر= 1 أوم، XLالدقة = اكس جالدقة = 1000 أوم، فإن الجهد عبر الحث والمكثف، على النحو التالي من (3.34)، يساوي:

يو إلالدقة = يو سيالدقة = جامعة كاليفورنيا=220·1000 = 220000 فولت = 220 كيلو فولت.

لذلك عند العمل المعدات الكهربائية التي تعمل بالجهد الكهربائي 220/380 فولت لا يتم استخدام رنين الجهد أبدًا .

ومع ذلك، في مجموعة متنوعة من الأجهزة الهندسية والإلكترونية الراديوية، حيث يكون جهد إمداد الدائرة التذبذبية هو ميكروفولت
(1 μV = 10 -6 V)، يتم استخدام رنين الجهد على نطاق واسع، مما يسمح بتضخيم إشارة الدخل في شكل جهد جيبي عدة مرات.

أرز. 3.22. رنين الجهد في دائرة ذات توصيل متسلسل لعناصر R وL وC

أ) - مخطط متجهات; ب) - مثلث المقاومة المنحط (X = 0);

الخامس) - مثلث القوة المنحط (س = 0)

5. منذ أثناء رنين الجهد × ل = × ج(3.27) إذن المقاومة الإجمالية للدائرة تأخذ الحد الأدنى من القيمة , يساوي المقاومة النشطة :

أ تصبح المفاعلة الكلية للدائرة صفراً :

Xالدقة = | XL – اكس ج| = 0. (3.36)

لهذا مثلث المقاومة عند رنين الجهد له طابع منحط ، كما يظهر في الشكل. 3.22، ب.

6. بناء على قانون أوم ومن الصيغة (3.35) ينتج ذلك حاضِر أنا في الدائرة عند الرنين يصل الجهد إلى قيمته القصوى :

أناالدقة = ش/زالدقة = ش/ر. (3.37)

إنه يتبع هذا قد يكون التيار في الدائرة أثناء رنين الجهد أكبر بكثير من التيار الذي يمكن أن يكون في غياب الرنين .

تتيح هذه الخاصية اكتشاف رنين الجهد عندما يتغير التردد، وتتغير الحث لأو الحاويات مع. لكن تيار الرنين خطير في ظل ظروف معينة – يمكن أن يؤدي الوصول إلى قيمة كبيرة جدًا إلى ارتفاع درجة حرارة عناصر الدائرة وفشلها.

7. الطاقة النشطة عند رنين الجهد لها القيمة الأكبر لأنه مرتبط بمربع التيار

ص = (أناالدقة) 2 ر, (3.38)

والتيار أناالقطع هو الحد الأقصى.

8. إجمالي الطاقة التفاعلية س عند الرنين تكون الفولتية صفر :

س =½ س ل – س ج½ = ½ يو إل آي – يو سي آي½ = 0، (3.39)

لأن يو إل = يو سي. لهذا مثلث القوة عند الرنين يتدهور ، كما يظهر في الشكل. 3.22، ضد.

9. المقدمة ر << XL = اكس ج(أي مع عامل جودة عالية للدائرة التذبذبية) رد الفعل الاستقرائي والسعة

س ل = س ج >> س = ص, (3.40)

أي هذه القوى يمكن أن يكون أعلى بعدة مرات من إجمالي الطاقة المستهلكة س. حيث القوة الكاملة س عند الرنين، يتم تحريره بالكامل على العنصر المقاوم ر, في شكل قوة نشطة ر.

جسديا، يتم تفسير ذلك من خلال حقيقة أنه أثناء رنين الجهد، يحدث تبادل دوري لطاقة المجال المغناطيسي في العنصر الاستقرائي وطاقة المجال الكهربائي في المكثف. علاوة على ذلك، فإن شدة هذا التبادل، كقيمة القوى التفاعلية س لو س ج، بالمقارنة مع الطاقة النشطة المستهلكة ر

س ل/ص = XL/ر = س; س ج/ص = اكس ج/ر = س (3.41)

يتم تحديده بنسبة المقاومة التفاعلية والنشطة للدائرة، كما هو الحال بالنسبة للجهود يو إل, يو سيو ش، أي عامل الجودة سالدائرة التذبذبية للدائرة (انظر النقطة 4).

منحنيات تعبر عن اعتماد التيار الكلي أنا، مقاومة الدائرة ز، جهد الحث يو إلومكثف يو سي، عامل القوى كوسي من قدرة البنك مكثف مع، وتسمى منحنيات الرنين .

في التين. 3.23 يظهر منحنيات الرنين ( يو إل, يو سي, أنا, ز, كوسي) = F(ج)، شيدت بشكل عام مع ش = مقدار ثابتو ث = 2 ع F = مقدار ثابت.

أرز. 3.23. منحنيات الرنين يو إل , يو سي , أنا , ز, كوسي حسب القدرة مع
عند توصيل مغو ومكثف على التوالي

ويبين تحليل هذه التبعيات أنه مع زيادة القدرة معمقاومة دائرة بنوك المكثفات زيتناقص أولاً ويصل إلى الحد الأدنى في وضع الرنين ويصبح مساوياً للمقاومة النشطة ر، ثم يزيد مرة أخرى مع زيادة القدرة. وفقا للتغيير زيتغير التيار الإجمالي للدائرة (وفقًا لقانون أوم). أنايتناسب عكسيا ز): مع زيادة سعة المكثف، التيار أنايزداد في البداية، ويصل إلى الحد الأقصى في وضع الرنين، ثم ينخفض ​​مرة أخرى.

عامل القوى كوسي يتغير مع السعة معبنفس الترتيب: أولاً مع زيادة السعة معويزداد عامل القدرة ليصل إلى الحد الأقصى للوحدة في وضع الرنين، ثم يتناقص ويميل إلى الصفر في الحد.

إن الجهود الموجودة في الحث والمكثفات لها الحد الأقصى بالقرب من وضع الرنين وتصبح متساوية مع بعضها البعض في هذا الوضع. تجدر الإشارة إلى أن قيم الجهد المحققة على المكثفات والمحث في وضع رنين الجهد وبالقرب منه يمكن أن تكون أعلى بعدة مرات من جهد الدخل المطبق على الدائرة بأكملها (انظر الفقرة 4).

من وجهة نظر السلامة الكهربائية والتشغيل الخالي من المشاكل، يجب أن يؤخذ ذلك في الاعتبار عند إجراء دراسة رنين الجهد على المنضدة، وتحديد قيمة جهد إمداد الدائرة شضمن حدود منخفضة إلى حد ما ( ش= 20 ¸ 25 فولت).

وبالتالي، فإن منحنيات الرنين تجعل من الممكن تحديد الحد الأدنى للممانعة والحد الأقصى للتيار في الدائرة عند أقصى عامل قدرة للوحدة، عندما يحدث رنين الجهد في دائرة بها توصيل متسلسل لمحرِّض وبنك مكثف.

الاستنتاجات:

1. رنين الجهد في التركيبات الكهربائية الصناعية ، مدعوم من التيار الكهربائي الجيبية 220/380 فولت – ظاهرة غير مرغوب فيها وخطيرة ، لأنه يمكن أن يسبب حالة طارئة مع احتمال زيادة الجهد في أقسام معينة من الدائرة، ويؤدي إلى انهيار عزل اللفات للآلات والأجهزة الكهربائية، وعزل الكابلات والمكثفات ويشكل خطورة على العاملين في مجال التشغيل.

2. وفي الوقت نفسه، يستخدم رنين الجهد على نطاق واسع في هندسة الراديو والأتمتة والإلكترونيات لضبط الدوائر التذبذبية على الرنين عند تردد معين، وكذلك في أنواع مختلفة من الأدوات والأجهزة القائمة على ظاهرة الرنين.

ينقسم المعمل 2ب إلى أربعة أجزاء:

1. الجزء التحضيري.

2. جزء القياس (إجراء التجارب وأخذ قراءات الأجهزة).

3. جزء الحساب (تحديد القيم المحسوبة باستخدام الصيغ).

4. جزء التصميم (بناء المخططات المتجهة).

ملحوظة

أعمال التركيبات الكهربائيةفي دراسة رنين الجهد في دائرة متصلة على التوالي ص، ل، ج-عناصر في المختبر الحديث تقف EV-4 لا يتم تنفيذها ، على عكس العمل على المدرجات القديمة (انظر ج - العمل 2 ب، ص 2. جزء التركيبات الكهربائية).

1. الجزء التحضيري

التحضير للعمل المختبري يشمل:

1. دراسة الجزء النظري من هذا الدليل والأدبيات المتعلقة بموضوع هذا العمل.

2. التسجيل الأولي للأعمال المعملية طبقاً للمتطلبات القائمة.

نتيجة التسجيل الأولي للعمل المختبري رقم 2ب في مصنف أو مجلة (على أوراق A4 مع نسخة مطبوعة بالكمبيوتر)، يجب على الطالب ملء صفحة عنوان، ويجب أن يشير العمل إلى اسم العمل والغرض منه، و تقديم المعلومات الأساسية عن العمل المأخوذ من القسم أعلاه والمعادلات اللازمة لحساب القيم المحسوبة، وعرض الدوائر المكافئة الرئيسية والمكافئة، وإعداد الجداول حسب عدد التجارب في العمل.

بالإضافة إلى ذلك، ينبغي ترك مساحة حرة لإنشاء المخططات المتجهة.

2. جزء القياس

يتم إجراء القياسات اللازمة لمعلمات الدائرة الحالية أحادية الطور المدروسة مع توصيل متسلسل للمستقبلات الكهربائية عند رنين الجهد باستخدام مخطط الدائرة (الشكل 3.24). يتوافق هذا المخطط مع لوحة حامل EV-4 المحدث مع مخطط ذاكري مماثل وأدوات قياس رقمية (انظر الصورة في الشكل 3.26).

للحصول على مظهر أكثر وضوحًا لمنحنيات الرنين في الدائرة التسلسلية للمستقبلات الكهربائية، استخدم المقاوم رغائب (في مخطط الدائرة في الشكل 3.23 يتم تجاوزه).

تتوافق هذه الدائرة مع دائرة مكافئة متصلة على التوالي، كما هو موضح في الشكل. 3.25.

3.24 رسم تخطيطي لدائرة متصلة على التوالي
مغو ومكثف البنك

3.25 دائرة مكافئة مع سلسلة متصلة
مغو ومكثف البنك
لدراسات الرنين الإجهاد

1. قبل توصيل الطاقة إلى الدائرة قيد الدراسة، على لوحة المقعد باستخدام مخطط مقلد وأدوات قياس رقمية (الشكل 3.26)، قم بتحريك جميع المفاتيح (S 1 ÷ S 6، S" 1 ÷ S" 6) الموجودة على هذا لوحة إلى الموضع السفلي (الحالة - "إيقاف")

أرز. 3.26. لوحة الوقوف مع أدوات القياس الرقمية و
مخطط ذاكري للعمل المختبري 2 ب "رنين الجهد
في دائرة أحادية الطور تحتوي على عناصر نشطة ومتفاعلة"

2. حامل اللوحة مصنوع من سلسلة الأقحوان ص، ل، ج-العناصر تستبعد المقاوم ر، قم بتحويله باستخدام سلك كهربائي (سلك التحويل الأحمر في مخطط الدائرة في الشكل 3.24) عن طريق إدخال طرفيه في المقابس الموجودة على جانبي الفولتميتر في ر.

3. اضبط السعة الإجمالية الأولية للمكثفات مع= 40 μF بالضغط على أزرار التبديل السوداء المقابلة بجوار المكثفات المتصلة على اللوحة رقم 4 من الحامل مع رسم تخطيطي مقلد لبنك المكثف (انظر الشكل 3.28).

4. قم بتوصيل المحول الذاتي للمختبر (LATR) المثبت على اللوحة الأفقية لمصدر الطاقة (الشكل 3.27) بجهد التيار الكهربائي (~ 220 فولت) عن طريق الضغط على أزرار "التشغيل" السوداء الخاصة بالمفاتيح. وفي الوقت نفسه، يضيء مصباحا مؤشر "الشبكة". بعد ذلك يجب عليك تشغيل المقبض لاترا عكس اتجاه عقارب الساعة على طول الطريق ، وبالتالي تقليل الجهد عند خرجه إلى الصفر.

أرز. 3.27. لوحة إمداد الطاقة لمقعد المختبر

أرز. 3.28. اللوحة رقم 4 للحامل مع مخططات مقلدة لبنك المكثف
والمحاثات

5. قم بتطبيق الجهد المنظم من LATR على دخل الدائرة قيد الدراسة وتوصيل أدوات القياس الرقمية عن طريق ضبط أزرار جميع المفاتيح (S 1 ÷ S 6، S" 1 ÷ S" 6) على لوحة الحامل مع الرسم التخطيطي المحاكي إلى موضع "التشغيل". وفي هذه الحالة يجب أن تضيء الأرقام الخضراء الموجودة على أجهزة القياس الكهربائية.

6. أدر مقبض منظم LATR بسلاسة في اتجاه عقارب الساعة (الشكل 3.27) لضبط الجهد الكهربائي شعند دخل الدائرة حوالي 20 ÷ 25 فولت، ومراقبتها باستخدام الفولتميتر الرقمي الخامس(جهاز ShchP02M مثبت على اليسار على لوحة الحامل - الشكل 4.26). يجب حافظ على ثبات الجهد المحدد في جميع التجارب باستخدام لاتر.

7. في عملية دراسة دائرة بها مغو وبنك مكثف متصلان على التوالي، قم بإجراء 9 تجارب بسعات مختلفة لبنك المكثف (يتم الإشارة إلى قيم السعة لكل تجربة في الجدول 3.5) بالضغط على المفتاح المقابل الأزرار الموجودة على اللوحة رقم 4 من الحامل (الشكل 3.28)، مما يؤدي إلى زيادة السعة تدريجيًا من 40 درجة فهرنهايت إلى 200 درجة فهرنهايت. قبل توصيل مكثفات إضافية في كل تجربة، من الضروري فصل الدائرة محل الدراسة عن مصدر الطاقة (خرج LATR) عن طريق تحريك المفاتيح (S 1، S" 1) إلى وضع "إيقاف التشغيل" السفلي، وقبل أخذ القياسات، أعد توصيل الدائرة بجهد الإمداد باستخدام نفس المفاتيح.

8. في جميع التجارب، قم بقياس جهد الدخل شاستهلاك الطاقة النشط روالتيار المتدفق عبر الدائرة أناعلى التوالي، مع أدوات القياس الرقمية: الفولتميتر الخامس، واطميتر دبليووالأميتر أ(انظر مخطط الدائرة في الشكل 3.24 ولوحة الحامل في الشكل 3.26).

9. الجهد عبر بنك المكثف يو سيوالجهد عبر مغو المملكة المتحدةمع المعلمات آر ك, إل كقياس مع الفولتميتر الرقمي، على التوالي في سيو في كمثبتة على لوحة الحامل (انظر الشكل 3.26).

10. أدخل نتائج القياس التي تم الحصول عليها لكل تجربة في الجدول 3.5.

11. في نهاية جزء القياس من هذا العمل، تحتاج إلى فصل الدائرة قيد الدراسة عن مصدر الطاقة ومصدر الطاقة نفسه من لوحة الطاقة باستخدام المفاتيح S 1 و S 1 "على اللوحة مع رسم تخطيطي مقلد ( الشكل 3.26) وزر "إيقاف التشغيل" الأحمر للمفتاح الموجود على لوحة مصدر طاقة الوحدة (الشكل 3.27) أبلغ المعلم عن اكتمال القياسات وابدأ في حساب معلمات الدائرة.

وصف الظاهرة

يجب أن تكون هناك دائرة تذبذبية ذات تردد طبيعي F، ودع مولد التيار المتردد بنفس التردد يعمل بداخله F.

في اللحظة الأولى، يتم تفريغ مكثف الدائرة، ولا يعمل المولد. بعد التشغيل، يبدأ الجهد عبر المولد في الزيادة، مما يؤدي إلى شحن المكثف. لا يمرر الملف تيارًا في البداية بسبب القوى الدافعة الكهربية ذاتية الحث. يصل جهد المولد إلى الحد الأقصى، مما يؤدي إلى شحن المكثف بنفس الجهد.

علاوة على ذلك: بما أن المجال المغناطيسي لا يمكن أن يكون ثابتًا، فإنه يبدأ في التناقص، متقاطعًا مع لفات الملف في الاتجاه المعاكس. تظهر قوة دافعة مستحثة عند أطراف الملف، والتي تبدأ في إعادة شحن المكثف. يتدفق التيار في دائرة الدائرة التذبذبية، فقط في الاتجاه المعاكس لتيار الشحن، حيث يتم عبور المنعطفات بواسطة المجال في الاتجاه المعاكس. يتم إعادة شحن لوحات المكثف بشحنات معاكسة للشحنات الأصلية. وفي الوقت نفسه، يزداد جهد المولد ذو الإشارة المعاكسة، وبنفس السرعة التي يشحن بها الملف المكثف.)

نشأت الحالة التالية. يتم توصيل المكثف والمولد على التوالي والجهد على كليهما يساوي جهد المولد. عندما يتم توصيل مصادر الطاقة على التوالي، تتم إضافة الفولتية الخاصة بها.

وبالتالي، في نصف الدورة التالية، سوف يذهب الجهد المزدوج إلى الملف (سواء من المولد أو المكثف)، وسوف تحدث تذبذبات في الدائرة عند ضعف الجهد على الملف.

في الدوائر ذات Q المنخفضة، سيكون جهد الملف أقل من الضعف، حيث سيتم تبديد جزء من الطاقة (بالإشعاع، بالتسخين) ولن يتم تحويل طاقة المكثف بالكامل إلى طاقة الملف) . يتم توصيل المولد وجزء من المكثف على التوالي.

ملحوظات

الدائرة التذبذبية التي تعمل في وضع رنين الجهد ليست مضخم طاقة. تنشأ الفولتية المتزايدة التي تنشأ على عناصره بسبب شحن المكثف في الربع الأول من الفترة بعد تشغيله وتختفي عند أخذها من دائرة الطاقة العالية.

يجب أن تؤخذ ظاهرة رنين الجهد بعين الاعتبار عند تطوير المعدات. يمكن أن تؤدي زيادة الجهد إلى إتلاف المكونات غير المصممة لذلك.

طلب

عندما يتزامن تردد المولد مع التذبذبات الطبيعية للدائرة، يظهر جهد على الملف أعلى من أطراف المولد. يمكن استخدام هذا في مضاعف الجهد الذي يقود أحمال مقاومة عالية أو مرشحات تمرير النطاق التي تستجيب لتردد معين.

أنظر أيضا

الأدب

  • فلاسوف ف.ف.دورة هندسة الراديو. م.: غوسينرغويزدات، 1962. ص 52.
  • إيزوموف إن إم، ليندي دي بي.أساسيات الهندسة الراديوية. م.: جوزنرجويزدات، 1959. ص 512.

روابط


مؤسسة ويكيميديا. 2010.

انظر ما هو "رنين الإجهاد" في القواميس الأخرى:

    رنين الجهد- رنين الجهد. صناعة الرنين المتسلسل ظاهرة الرنين في دائرة كهربائية تحتوي على مقاطع متصلة على التوالي، ذات طبيعة حثية وسعوية ... المعجم التوضيحي للمصطلحات البوليتكنيكية

    رنين الجهد- الرنين في قسم من الدائرة الكهربائية يحتوي على عناصر حثية وسعوية متصلة على التوالي. [GOST R 52002 2003] موضوعات الهندسة الكهربائية، المفاهيم الأساسية لرنين سلسلة EN، رنين الجهد ...

    رنين الجهد- تحديد حالة البحث التلقائي للصفحة: engl. رنين متقبل؛ الرنين التسلسلي رنين الجهد ريهينريسونانز، و؛ سيرينريسونانز، و؛ Spannungsresonanz, f rus. الرنين المتسلسل، م؛ رنين الإجهاد، م… … نهاية تلقائية

    رنين الجهد- رنين الجهد 255 رنين في قسم من الدائرة الكهربائية يحتوي على عناصر حثية وسعوية متصلة على التوالي المصدر: GOST R 52002 2003: الهندسة الكهربائية. مصطلحات وتعريفات المفاهيم الأساسية الوثيقة الأصلية... كتاب مرجعي للقاموس لمصطلحات التوثيق المعياري والتقني

    رنين الجهد- تحديد حالة البحث عن تفاصيل الملف: engl. رنين الجهد Spannungsresonanz, f rus. رنين الإجهاد، م برانك. رنين التوتر، f... Fizikos terminų žodynas

    الرنين المتسلسل، الرنين الكهربائي. دائرة مكونة من ملف حث ومكثف متصلين على التوالي. عند تردد الرنين، تكون المقاومة التفاعلية لهذه الدائرة صفرًا، والتيار فيها يكون في الطور مع المقاومة المطبقة... ... قاموس البوليتكنيك الموسوعي الكبير

    رنين الجهد- 1. الرنين في قسم من الدائرة الكهربائية يحتوي على عناصر حثية وسعوية متصلة على التوالي المستخدمة في الوثيقة: GOST R 52002 2003 الهندسة الكهربائية. مصطلحات وتعريفات المفاهيم الأساسية... قاموس الاتصالات

    دائرة مضبوطة على رنين الجهد- - [Ya.N.Luginsky، M.S.Fezi Zhilinskaya، Yu.S.Kabirov. القاموس الإنجليزي-الروسي للهندسة الكهربائية وهندسة الطاقة، موسكو، 1999] موضوعات الهندسة الكهربائية، المفاهيم الأساسية للدائرة التذبذبية من سلسلة EN ... دليل المترجم الفني

    رنين التيار هو رنين يحدث في دائرة تذبذبية متوازية عندما يتم توصيلها بمصدر جهد يتطابق تردده مع التردد الطبيعي للدائرة. المحتويات 1 وصف الظاهرة 2 ملاحظات ... ويكيبيديا

    صدى- 9 الرنين حسب GOST 24346 80

نعني بالرنين في الدائرة الكهربائية حالتها عندما يكون التيار والجهد في الطور وتتصرف الدائرة بأكملها كما لو كانت نشطة تمامًا (الشكل 1.18).

أرز. 1.18. دائرة الرنين ( أ) ومخطط متجه عند الرنين ( ب)

(من تعريف الرنين)؛
(حالة رنين الجهد) ؛

;
;

إذا كان ذلك الحين، أي. قد يكون الجهد على العناصر التفاعلية للدائرة أكبر من الجهد المزود للدائرة بأكملها.
,
,
أولئك. الدائرة من الشبكة لا تستهلك طاقة رد الفعل ولا تزودها بالشبكة؛
;

.

وفي لحظة الرنين يتم تبادل الطاقة بينهما لو ج. لا يتم استهلاك الطاقة التفاعلية من الشبكة ولا يتم توفيرها للشبكة، وبالتالي فإن الدائرة تتصرف كدائرة نشطة بحتة.

35. يحدث الرنين الحالي في دوائر التيار المتردد التي تتكون من مصدر تذبذب ودائرة تذبذبية متوازية. رنين التيار هو زيادة في التيار المار عبر عناصر الدائرة، بينما لا تحدث زيادة في استهلاك التيار من المصدر.

الشكل 1 - دائرة تذبذبية متوازية

لكي يحدث رنين تيار، من الضروري أن تكون مفاعلة السعة ومحاثة الدائرة متساويين. وأيضًا كان تردد اهتزازات الدائرة نفسها مساويًا لتردد اهتزاز المصدر الحالي.

أثناء بداية الرنين الحالي أو ما يسمى بالرنين الموازي، يظل الجهد الموجود على عناصر الدائرة دون تغيير ويساوي الجهد الناتج عن المصدر. لأنه متصل بالتوازي مع الدائرة. سيكون الاستهلاك الحالي من المصدر في حده الأدنى، حيث أن مقاومة الدائرة ستزداد بشكل حاد عند حدوث الرنين.

الشكل 2 - اعتماد ممانعة الحلقة والتيار على التردد

ستكون مقاومة الدائرة التذبذبية بالنسبة لمصدر التذبذب نشطة تمامًا. أي أنه لن يتلاشى ولا المكون السعوي ولا الاستقرائي. ولن يكون هناك تحول في الطور بين التيار والجهد.

في الوقت نفسه، فإن التيار من خلال الحث سوف يتخلف عن الجهد بمقدار 90 درجة. والتيار الموجود في الخزان سيقود الجهد بنفس 90 درجة. وبالتالي، فإن التيارات في العناصر التفاعلية للدائرة سيتم إزاحتها في الطور بمقدار 180 درجة بالنسبة لبعضها البعض.

ونتيجة لذلك، اتضح أن التيارات التفاعلية ذات الحجم الكبير إلى حد ما تتدفق في الدائرة التذبذبية المتوازية، ولكنها في نفس الوقت تستهلك تيارًا صغيرًا من مصدر الجهد، وهو أمر ضروري فقط للتعويض عن الخسائر في الدائرة. ترجع هذه الخسائر إلى وجود مقاومة نشطة تتركز في الغالب في الحث.

يستهلك المصدر الطاقة عند تشغيله، مما يؤدي إلى شحن السعة. بعد ذلك، يتم تحويل الطاقة المتراكمة في المجال الكهربائي للمكثف إلى طاقة المجال المغناطيسي للمحاثة. يقوم الحث بإرجاع الطاقة إلى المكثف وتتكرر العملية مرة أخرى. يجب على مصدر الجهد فقط تعويض فقدان الطاقة في المقاومة النشطة للدائرة.


1. يتم استخدام طريقة التيار الحلقي بالطريقة المعتادة، إلا أننا نضيف جهود الحث المتبادل (النوع) إلى جهود الحث الذاتي على الملفات. يُنصح باختيار تيارات الحلقة بحيث يتلقى كل ملف تيار الحلقة الخاص به.

عندما تكون دائرة تذبذبية تتكون من مغو ومكثف متصلة بمصدر طاقة (مصدر للمجال الكهرومغناطيسي الجيبي أو التيار الجيبي)، قد تحدث ظاهرة الرنين. هناك نوعان رئيسيان من الرنين ممكنان: عندما يتم توصيل الملف والمكثف على التوالي، يكون هناك رنين جهد؛ وعندما يتم توصيلهما على التوازي، يكون هناك رنين تيار.

رنين الجهد.

يكون رنين الجهد ممكنًا في قسم غير متفرع من الدائرة، حيث تحتوي الدائرة المكافئة لها على ملف حثي ل , بالسعة مع ، ومقاومة ر العناصر، أي. في دائرة تذبذبية متسلسلة (الشكل 2.43).

يعكس هذا الاسم تساوي قيم الجهد الفعال على العناصر السعوية والحثية عند الأطوار المتقابلة، كما يتبين من المخطط المتجه في الشكل. 2.44، حيث يتم اختيار المرحلة الأولية للتيار تساوي الصفر.

من العلاقة (2.766) والشرط (2.77) يترتب على ذلك أن التردد الزاوي الذي يُلاحظ عنده رنين الجهد يتحدد بالمساواة

ويسمى رنين .

عند رنين الجهد، يصل التيار في الدائرة إلى أقصى قيمة له لقد قطعت = U/R , والفولتية على العناصر السعوية والحثية

U L r e z = U Av e z = ω res LI res = Uω pe z L/R

قد يتجاوز (عدة مرات) جهد الإمداد إذا

ω pe з L = 1/ω pe з С = √L/C > R.

القيمة ρ = ω pe з L = 1/ω pe з С = √L/C له البعد المقاومة ويسمى المقاومة المميزة الدائرة التذبذبية. نسبة الجهد عبر عنصر حثي أو سعوي عند رنين الجهد ش عند أطراف الدائرة، تساوي نسبة المقاومة المميزة لمقاومة العنصر المقاوم، تحدد خصائص الرنين للدائرة التذبذبية وتسمى عامل جودة الدائرة :

إذا قمت بزيادة نفس العدد من المرات عند الرنين ص المفاعلة الحثية والسعوية، أي اختر

Х' L = nX Lpe зو X" C = قطع PX،

عندها لن يتغير التيار في الدائرة، لكن الفولتية على العناصر الحثية والسعوية ستزداد بمقدار ن مرات (الشكل 2.44، ب):يو إل= نو لبيه ق و U" C = PU C الدقة لذلك، من حيث المبدأ، من الممكن زيادة الفولتية على العناصر الحثية والسعوية دون حدود عند نفس التيار: أنا = أنا الدقة = U/R .


السبب المادي لحدوث زيادة الفولتية هو التقلبات في الطاقة الكبيرة المخزنة بالتناوب في المجال الكهربائي للعنصر السعوي وفي المجال المغناطيسي للعنصر الاستقرائي.

مع رنين الجهد، تكون الكميات الصغيرة من الطاقة المقدمة من المصدر والتعويض عن فقدان الطاقة في المقاومة النشطة كافية للحفاظ على التذبذبات غير المخمدة في نظام كميات كبيرة نسبيًا من طاقة المجال المغناطيسي والكهربائي.

في معدات الاتصالات، والأتمتة، وما إلى ذلك، فإن اعتماد التيارات والفولتية على التردد للدوائر التي يكون الرنين فيها ممكنًا له أهمية عملية كبيرة. تسمى هذه التبعيات منحنيات الرنين .

يوضح التعبير (2.76c) أن التيار في الدائرة يعتمد على التردد الزاوي أنا (ω) ويصل إلى قيمته العظمى عند الرنين، أي: في ω = ω بي س و ω pe з L = 1/(ω pe з С) (الشكل 2.45).

ممانعة الدائرة التسلسلية المثالية (ص=0) عند الرنين يكون صفرًا (ماس كهربائي لمصدر الطاقة).

يتم الحصول على أعلى قيم الجهد على العناصر الحثية والسعوية عند ترددات زاوية تختلف قليلاً عن ترددات الرنين. لذلك، الجهد عبر عنصر بالسعة

كلما زاد عامل جودة الدائرة التذبذبية س , كلما قل اختلاف الترددات الزاوية ωC و ω ل على التردد الزاوي الرنان وكلما كانت منحنيات الرنين الثلاثة أكثر حدة أنا (ω) , يو سي (ω) و يو إل (ω).

في أجهزة الطاقة الكهربائية، في معظم الحالات، يعد رنين الجهد ظاهرة غير مرغوب فيها، لأنه أثناء الرنين، يمكن أن تكون الفولتية للمنشآت أعلى بعدة مرات من الفولتية التشغيلية الخاصة بها. ولكن، على سبيل المثال، في هندسة الراديو، والهاتف، والأتمتة، غالبا ما يستخدم رنين الجهد لضبط الدوائر على تردد معين.

عامل القدرة cosφ عند رنين الجهد يساوي الوحدة.

2. حالة وتوقيع وتطبيق رنين الإجهاد. متى يكون رنين الجهد ضارا؟ لماذا؟

الوضع الذي يكون فيه جهد الدخل، في دائرة ذات توصيل متسلسل لعنصر تحريضي وسعوي، في الطور مع رنين الجهد الحالي.

يمكن أن يؤدي حدوث وضع الرنين المفاجئ في الدوائر عالية الطاقة إلى حدوث حالات طارئة، ويؤدي إلى انهيار عزل الأسلاك والكابلات ويشكل خطرًا على الموظفين.

3. ما هي الطرق التي يمكن بها تحقيق رنين الجهد؟

عند توصيل دائرة متذبذبة تتكون من مغو ومكثف بمصدر طاقة، قد تحدث ظاهرة الرنين. هناك نوعان رئيسيان من الرنين ممكنان: عندما يتم توصيل الملف والمكثف على التوالي، يكون هناك رنين جهد، وعندما يتم توصيلهما على التوازي، يوجد رنين تيار.

4. لماذا أثناء رنين الجهد؟ش 2 > ش 1 ?

حيث R هي المقاومة النشطة

أنا - القوة الحالية

XL - محاثة الملف

XC - سعة المكثف

Z - مقاومة التيار المتردد

عند الرنين: UL = UC،

حيث UC هو جهد الملف

UL - جهد المكثف

يمكن العثور على الجهد:

U=UR+UL+UC =>U=UR،

حيث UR هو جهد الملف الذي يتصل به الفولتميتر V2، مما يعني الجهد V2=V1

5. ما هي خاصية رنين الجهد؟ اشرحها.

وبالتالي، يمكن تحقيق وضع الرنين عن طريق تغيير محاثة الملف L، أو سعة المكثف C، أو تردد جهد الدخل ω.

6. اكتب عبارة قانون أوم بدلالة التوصيلية لدائرة بها توصيل مكثف وملف حثي على التوازي. ما هي الموصلية الإجمالية؟

قانون أوم من خلال الموصلية لدائرة تيار متردد مع توصيلات متوازية للفروع.

7. حالة وتوقيع وتطبيق الرنين الحالي.

أي المساواة في الموصلية الاستقرائية والسعة.

8 . ما هي الطرق التي يمكن بها تحقيق الرنين الحالي؟

الوضع الذي في الدائرة التي تحتوي على فروع متوازية مع عناصر حثية وسعوية، يكون تيار القسم غير المتفرع من الدائرة في الطور مع الجهد، ورنين التيارات.

9. لماذا أثناء الرنين الحاليأنا 2 > أنا 1 ?

لأنه، استنادًا إلى الرسم البياني المتجه للتيارات عند الرنين، سيكون الرسم البياني مثلثًا قائمًا، حيث سيكون التياران I وI 1 ساقين، والتيار I 2 سيكون الوتر. وبالتالي، فإن I 2 سيكون أيضًا أكبر من I 1.

10. ما هي خاصية الرنين الحالي؟ اشرحها.

مع الرنين الحالي، تكون التيارات في الفروع أكبر بكثير من التيار في الجزء غير المتفرع من الدائرة. هذه الخاصية – قوة التيار – هي أهم سمة لرنين التيار.

11. شرح بناء المخططات المتجهة.

الغرض من بنائها هو تحديد المكونات النشطة والمتفاعلة للجهد على الملف وزاوية تحول الطور بين الجهد عند دخل الدائرة والتيار

العمليات الحسابية

قائمة المصادر المستخدمة

    الكهرباء والالكترونيات. كتاب 1. الدوائر الكهربائية والمغناطيسية. - ب 3 كتب : كتاب 1 / ب . جيراسيموف وآخرون؛ إد. في جي جيراسيموفا. م: إنرجواتوميزدات، 1996. – 288 ص.

    Kasatkin A. S.، Nemtsov M. V. الهندسة الكهربائية. م: أعلى. المدرسة، 1999. – 542 ص.

    الهندسة الكهربائية / إد. يو. م: أجار، 1998. – 332 ص.

    بوريسوف يو. ليباتوف د.ن.، زورين يو. إنرجواتوميزدات، 1985. – 550 ص.

    غوست 19880-74. الهندسة الكهربائية. مفاهيم أساسية.



 

المصطلحات والتعاريف. م: دار المواصفات والمواصفات، 1974.