رزونانس ولتاژ، شرایط وقوع. حالت های کار رزونانس مدارهای الکتریکی کدام مدار رزونانس ولتاژ را تجربه می کند؟

رزونانس ولتاژ حالت یک مدار الکتریکی جریان سینوسی با اتصال سری مقاومتی R است. به صورت استقرایی زمین خازنی با عناصر , که در آن زاویه تغییر فاز بین ولتاژ مشترک است (ولتاژ شبکه ) و جریان در مدار صفر است .

شرط وقوع رزونانس ولتاژ برابری راکتانس های القایی و خازنی مدار است:

X L = X C. (3.27)

مدار الکتریکی که توسط یک جریان متناوب سینوسی که شامل یک خازن و یک سلف است تغذیه می‌شود. مدار نوسانی .

رزونانس ولتاژ را می توان به سه روش بدست آورد:

1. تغییر دهید فرکانس ها جریان سینوسی

2. تغییر دهید مقادیر اندوکتانس یا ظروف مدار نوسانی، که در آن القایی XLیا خازنی X Cمقاومت؛

3. هنگام تغییر پارامترهای w به طور همزمان، L, سیمدارهای مدار نوسانی

از شرایط رزونانس ولتاژ (3.27) نتیجه می شود که از آنجایی که

XL= w Lو X C= 1/w سی,

سپس در رزونانس ولتاژ

که در آن w res، راد/ثانیه - فرکانس تشدید.

رزونانس ولتاژ با تعدادی ویژگی قابل توجه مشخص می شود:

1. از آنجایی که در طول تشدید ولتاژ، زاویه تغییر فاز بین ولتاژ و جریان صفر است (j = y u – y i = 0)، پس ضریب توان در رزونانس بالاترین مقدار را می گیرد که برابر با واحد است :

cos j = cos 0 درجه = 1. (3.29)

در این مورد، همانطور که از نمودار برداری در شکل 1 مشاهده می شود. 3.22a، بردار جریان و بردار ولتاژ کل در جهت منطبق هستند، زیرا آنها فازهای اولیه برابری دارند y u = y i.

2. در رزونانس ولتاژ بردارهای ولتاژ روی عناصر القایی و خازنی از نظر بزرگی برابر و در فاز مخالف هستند. :

یو ال res = یو سی Res (3.30)

زیرا X L I = X C I، اما به شکل پیچیده (نگاه کنید به شکل 3.22، a).

3. ولتاژ در مقاومت فعال در تشدید ولتاژ برابر با ولتاژ شبکه است. (شکل 4.22، a) از آنجا که

. (3.31)

به شکل پیچیده.

4. نسبت راکتانس القایی یا خازنی به مقاومت فعال مدار با R,L,Cعناصر در رزونانس نامیده می شود فاکتور کیفیت مدار نوسانی س

. (3.32)

ضرب صورت و مخرج این کسرها در جریان من، از طریق نسبت های ولتاژ عباراتی را برای ضریب کیفیت مدار نوسانی بدست می آوریم

. (3.33)

در مقادیر زیاد القایی XLو خازنی X Cمقاومت ها و مقادیر کم مقاومت فعال آرزنجیر ( آر<<X L = X C) ، یعنی در فاکتورهای کیفیت بالا سمدار نوسان ولتاژ
یو ال res = یو سی res >> U:

یو ال Res / U = XL Res / آر = س >> 1; یو سی Res / U = X C Res / آر = س >> 1, (3.34)

به این معنا که ولتاژ روی سلف و خازن مدار نوسانی سری با ضریب کیفیت بالای آن در حالت تشدید ولتاژ می تواند چندین برابر ولتاژ تغذیه باشد. .

به عنوان مثال، اگر مدار نوسانی یک مدار سری با
R,L,C- المان هایی که با ولتاژ سینوسی تغذیه می شوند U= 220 ولت، آر= 1 اهم، XL res = X C res = 1000 اهم، سپس ولتاژ در دو سوی اندوکتانس و خازن، به شرح زیر از (3.34)، برابر است با:

یو ال res = یو سی res = U·Q=220·1000 = 220000 ولت = 220 کیلو ولت.

بنابراین، هنگام کار تجهیزات الکتریکی که توسط ولتاژ برق تغذیه می شوند 220/380 ولت رزونانس ولتاژ هرگز استفاده نمی شود .

با این حال، در انواع دستگاه های مهندسی رادیو و الکترونیک، که ولتاژ تغذیه مدار نوسانی میکروولت است.
(1 µV = 10-6 V)، رزونانس ولتاژ به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد و به سیگنال ورودی به شکل یک ولتاژ سینوسی اجازه می دهد تا چندین برابر تقویت شود.

برنج. 3.22. رزونانس ولتاژ در یک مدار با اتصال سری عناصر R، L، C

آ) - نمودار برداری; ب) – مثلث مقاومت منحط (ایکس = 0);

V) - مثلث قدرت منحط (س = 0)

5. از آنجایی که در طول تشدید ولتاژ X L = X C(3.27)، سپس مقاومت کل مدار حداقل مقدار را می گیرد , برابر با مقاومت فعال :

آ راکتانس کل مدار صفر می شود :

ایکس res = | XL – X C| = 0. (3.36)

از همین رو مثلث مقاومت در رزونانس ولتاژ دارای ویژگی انحطاطی است ، همانطور که در شکل نشان داده شده است. 3.22، ب.

6. بر اساس قانون اهم و از فرمول (3.35) نتیجه می شود که جاری من در مدار در تشدید ولتاژ به بیشترین مقدار خود می رسد :

من res = U/ز res = U/آر. (3.37)

نتیجه می شود که جریان در مدار در طول تشدید ولتاژ ممکن است به طور قابل توجهی بیشتر از جریانی باشد که در صورت عدم وجود تشدید می تواند باشد. .

این خاصیت تشخیص رزونانس ولتاژ را هنگامی که فرکانس w تغییر می‌کند و اندوکتانس تغییر می‌کند امکان‌پذیر می‌سازد Lیا ظروف با. با این حال جریان تشدید تحت شرایط خاص خطرناک است - می تواند با رسیدن به مقدار بسیار زیاد، منجر به گرم شدن بیش از حد عناصر مدار و خرابی آنها شود.

7. توان اکتیو در رزونانس ولتاژ بیشترین مقدار را دارد ، از آنجایی که مربوط به مربع جریان است

پ = (من Res) 2 آر, (3.38)

و جریان منبرش حداکثر است.

8. توان راکتیو کل س در تشدید ولتاژها صفر است :

س =½ Q L – Q C½ = ½ U L I – U C I½ = 0، (3.39)

زیرا یو ال = یو سی. از همین رو مثلث قدرت در تشدید منحط است ، همانطور که در شکل نشان داده شده است. 3.22، v.

9. ارائه شده است آر << XL = X C(یعنی با ضریب کیفیت بالای مدار نوسانی) توان راکتیو القایی و خازنی

Q L = Q C >> اس = پ, (3.40)

یعنی این قدرت ها می تواند چندین برابر بیشتر از کل توان مصرفی باشد اس. که در آن قدرت کامل اس در تشدید، کاملاً روی عنصر مقاومتی رها می شود آر, در قالب توان فعال آر.

از نظر فیزیکی، این با این واقعیت توضیح داده می شود که در طول تشدید ولتاژ، تبادل متناوب انرژی میدان مغناطیسی در عنصر القایی و انرژی میدان الکتریکی در خازن رخ می دهد. علاوه بر این، شدت این مبادله، به عنوان ارزش توان های راکتیو است Q Lو Q C، در مقایسه با توان اکتیو مصرفی آر

Q L/پ = XL/آر = س; Q C/پ = X C/R = س (3.41)

با نسبت مقاومت راکتیو و فعال مدار، مانند ولتاژ، تعیین می شود یو ال, یو سیو Uیعنی فاکتور کیفیت سمدار نوسانی مدار (نقطه 4 را ببینید).

منحنی هایی که وابستگی جریان کل را بیان می کنند من، مقاومت مدار ز، ولتاژ اندوکتانس یو الو خازن یو سی، ضریب قدرت cos j از ظرفیت بانک خازن با، نامیده می شوند منحنی های رزونانس .

در شکل 3.23 منحنی های رزونانس را نشان می دهد ( یو ال, یو سی, من, ز, cosی) = f(سی) به شکل کلی با U = پایانو w = 2p f = پایان.

برنج. 3.23. منحنی های رزونانس یو ال , یو سی , من , ز, cos j بسته به ظرفیت با
هنگام اتصال سلف و بانک خازن به صورت سری

تجزیه و تحلیل این وابستگی ها نشان می دهد که با افزایش ظرفیت باامپدانس مدار بانک های خازن زابتدا کاهش می یابد، در حالت رزونانس به حداقل می رسد و برابر با مقاومت فعال می شود آر، و سپس با افزایش ظرفیت دوباره افزایش می یابد. با توجه به تغییر زجریان کل مدار تغییر می کند (طبق قانون اهم مننسبت معکوس ز): با افزایش ظرفیت خازن، جریان مندر ابتدا افزایش می یابد، در حالت رزونانس به حداکثر می رسد و سپس دوباره کاهش می یابد.

ضریب قدرت cos j با ظرفیت خازن تغییر می کند بابه همین ترتیب: ابتدا با افزایش ظرفیت باضریب توان افزایش می یابد و در حالت رزونانس به حداکثر واحد می رسد و سپس کاهش می یابد و در حد به صفر تمایل دارد.

ولتاژهای روی اندوکتانس و خازن ها نزدیک به حالت تشدید حداکثر هستند و در این حالت با یکدیگر برابر می شوند. لازم به ذکر است که مقادیر ولتاژ به دست آمده در خازن ها و سلف در حالت تشدید ولتاژ و نزدیک آن می تواند چندین برابر ولتاژ ورودی اعمال شده به کل مدار باشد (بند 4 را ببینید).

از نقطه نظر ایمنی الکتریکی و عملکرد بدون مشکل، هنگام انجام مطالعه رزونانس ولتاژ روی نیمکت، تنظیم مقدار ولتاژ منبع تغذیه مدار، باید این مورد در نظر گرفته شود. Uدر محدوده نسبتاً پایین ( U= 20 ¸ 25 V).

بنابراین، منحنی‌های تشدید امکان ایجاد حداقل امپدانس و حداکثر جریان در مدار را با حداکثر ضریب توان واحد، زمانی که تشدید ولتاژ در مداری با اتصال سری یک سلف و یک بانک خازن اتفاق می‌افتد، ممکن می‌سازد.

نتیجه گیری:

1. رزونانس ولتاژ در تاسیسات برق صنعتی تغذیه شده توسط ولتاژ شبکه سینوسی 220/380 ولت – پدیده ناخواسته و خطرناک از آنجایی که می تواند باعث ایجاد شرایط اضطراری با اضافه ولتاژ احتمالی در بخش های خاصی از مدار شود، منجر به خرابی عایق سیم پیچ ماشین ها و دستگاه های الکتریکی، عایق شدن کابل ها و خازن ها شده و برای پرسنل عملیاتی خطرناک است.

2. در عین حال، رزونانس ولتاژ به طور گسترده ای در مهندسی رادیو، اتوماسیون و الکترونیک استفاده می شود برای تنظیم مدارهای نوسانی به رزونانس در یک فرکانس خاص و همچنین در انواع مختلف ابزارها و وسایل بر اساس پدیده تشدید.

آزمایشگاه 2b به چهار بخش تقسیم می شود:

1. قسمت مقدماتی.

2. بخش اندازه گیری (انجام آزمایشات و گرفتن قرائت ابزار).

3. بخش محاسبه (تعیین مقادیر محاسبه شده با استفاده از فرمول).

4. قسمت طراحی (ساخت نمودارهای برداری).

توجه داشته باشید

کار نصب برقمطالعه رزونانس ولتاژ در مدار با اتصال سری R,L,Cعناصر موجود در پایه آزمایشگاهی مدرن EV-4 انجام نمی شوند ، بر خلاف کار بر روی پایه های قدیمی (نگاه کنید به ج - کار 2b، ص 2. قسمت تاسیسات الکتریکی).

1. قسمت مقدماتی

آماده سازی برای کارهای آزمایشگاهی شامل:

1. مطالعه قسمت نظری این راهنما و ادبیات مرتبط با موضوع این اثر.

2. ثبت اولیه کار آزمایشگاهی مطابق با الزامات موجود.

در نتیجه ثبت اولیه کار آزمایشگاهی شماره 2 ب در کتاب کار یا مجله (بر روی برگه های A4 با پرینت کامپیوتری)، دانشجو باید یک صفحه عنوان را پر کند، کار باید نام کار و هدف آن را مشخص کند و ارائه اطلاعات اولیه در مورد کار برگرفته از بخش بالا و فرمول های لازم برای محاسبه مقادیر محاسبه شده، مدارهای معادل اصلی و معادل ارائه شده است، جداول با توجه به تعداد آزمایشات در کار تهیه شده است.

علاوه بر این، فضای خالی باید برای ساخت نمودارهای برداری باقی بماند.

2. قسمت اندازه گیری

اندازه گیری های لازم پارامترهای مدار جریان تک فاز مورد مطالعه با اتصال سری گیرنده های الکتریکی در رزونانس ولتاژ با استفاده از نمودار مدار انجام می شود (شکل 3.24). این نمودار مربوط به پانل پایه مدرن EV-4 با نمودار یادگاری مشابه و ابزار اندازه گیری دیجیتال است (عکس را در شکل 3.26 ببینید).

برای نمای بیشتر منحنی های تشدید در مدار سری گیرنده های الکتریکی، یک مقاومت آروجود ندارد (در نمودار مدار شکل 3.23 دور زده شده است).

این مدار مربوط به یک مدار معادل با سری متصل است که در شکل نشان داده شده است. 3.25.

3.24 نمودار شماتیک مدار با سری متصل
بانک سلف و خازن

3.25 مدار معادل با سری متصل
بانک سلف و خازن
برای مطالعات رزونانس استرس

1. قبل از اعمال برق به مدار مورد مطالعه، روی پانل نیمکت با نمودار تقلید و ابزار اندازه گیری دیجیتال (شکل 3.26)، تمام کلیدهای (S 1 ÷ S 6, S" 1 ÷ S" 6) واقع در این مدار را حرکت دهید. پانل به موقعیت پایین (حالت - "خاموش").

برنج. 3.26. پانل پایه با ابزار اندازه گیری دیجیتال و
نمودار یادگاری برای کارهای آزمایشگاهی 2b "رزونانس ولتاژ
در یک مدار تک فاز با عناصر فعال-راکتیو"

2. پایه پانل ساخته شده از زنجیر دیزی R,L,Cعناصر از مقاومت خارج می شوند آربا استفاده از سیم برق (سیم قرمز رنگ در نمودار مدار شکل 3.24) با وارد کردن انتهای آن در سوکت های طرفین ولت متر، آن را شنت کنید. وی آر.

3. ظرفیت کل اولیه خازن ها را تنظیم کنید با= 40 µF با فشار دادن دکمه‌های سوئیچ مشکی مربوطه در کنار خازن‌های متصل روی پانل شماره 4 پایه با نمودار تقلیدی بانک خازن (شکل 3.28 را ببینید).

4. اتوترانسفورماتور آزمایشگاهی (LATR) نصب شده بر روی پانل افقی منبع تغذیه (شکل 3.27) را با فشار دادن دکمه های "روشن" سیاه کلیدها به ولتاژ اصلی (~220 ولت) وصل کنید. در همان زمان، دو لامپ نشانگر "شبکه" روشن می شوند. بعد از آن باید دستگیره را بچرخانید LATRAa در تمام مسیر خلاف جهت عقربه های ساعت ، در نتیجه ولتاژ خروجی آن را به صفر کاهش می دهد.

برنج. 3.27. پنل منبع تغذیه نیمکت آزمایشگاهی

برنج. 3.28. پانل شماره 4 پایه با نمودارهای تقلیدی یک بانک خازن
و سلف ها

5. ولتاژ تنظیم شده را از LATR به ورودی مدار مورد مطالعه اعمال کنید و ابزارهای اندازه گیری دیجیتال را با تنظیم دکمه های تمام کلیدها (S 1 ÷ S 6, S " 1 ÷ S " 6) روی پانل پایه با نمودار تقلید به موقعیت "روشن". در این حالت، اعداد سبز روی وسایل اندازه گیری الکتریکی باید روشن شوند.

6. دستگیره تنظیم کننده LATR را به آرامی در جهت عقربه های ساعت بچرخانید (شکل 3.27) برای تنظیم ولتاژ Uدر ورودی مدار حدود 20 ÷ 25 ولت، آن را با یک ولت متر دیجیتال نظارت کنید V(دستگاه ShchP02M در سمت چپ روی پانل پایه نصب شده است - شکل 4.26). باید ولتاژ تنظیم شده را در تمام آزمایشات ثابت نگه دارید با استفاده از LATR

7. در فرآیند مطالعه مدار با سلف و بانک خازن متصل به صورت سری، 9 آزمایش را با ظرفیت های مختلف بانک خازن انجام دهید (مقادیر خازن برای هر آزمایش در جدول 3.5 نشان داده شده است) با فشار دادن کلید مربوطه. دکمه های روی پانل شماره 4 پایه (شکل 3.28)، به تدریج ظرفیت خازن را از 40 میکروفن به 200 میکروفن افزایش می دهد. قبل از اتصال خازن های اضافی در هر آزمایش، لازم است مدار مورد مطالعه را از منبع تغذیه جدا کنید (خروجی LATR) با جابجایی کلیدها (S 1, S" 1) به موقعیت "خاموش" پایین، و قبل از انجام اندازه گیری، مدار را با استفاده از همان کلیدها دوباره به ولتاژ تغذیه وصل کنید.

8. در تمام آزمایشات، ولتاژ ورودی را اندازه گیری کنید U، مصرف برق فعال آرو جریانی که از مدار می گذرد من، به ترتیب، با ابزار اندازه گیری دیجیتال: ولت متر V، وات متر دبلیوو آمپرمتر آ(نمودار مدار را در شکل 3.24 و پانل پایه را در شکل 3.26 ببینید).

9. ولتاژ در سراسر بانک خازن یو سیو ولتاژ دو طرف سلف انگلستانبا پارامترها R K, L Kبه ترتیب با ولت متر دیجیتال اندازه گیری کنید V Cو VKروی پانل پایه نصب شده است (شکل 3.26 را ببینید).

10. نتایج اندازه گیری به دست آمده برای هر آزمایش را در جدول 3.5 وارد کنید.

11. در پایان قسمت اندازه گیری این کار، باید مدار مورد مطالعه را از منبع تغذیه و خود منبع تغذیه را با استفاده از سوئیچ های S 1 و S 1 "روی پانل با نمودار تقلید از پانل برق جدا کنید. شکل 3.26) و دکمه قرمز "خاموش" روی پانل منبع تغذیه واحد (شکل 3.27) به معلم در مورد تکمیل اندازه گیری ها اطلاع دهید و شروع به محاسبه پارامترهای مدار کنید.

شرح پدیده

اجازه دهید یک مدار نوسانی با فرکانس طبیعی وجود داشته باشد fو اجازه دهید یک مولد جریان متناوب با همان فرکانس در داخل آن کار کند f.

در لحظه اولیه، خازن مدار تخلیه می شود، ژنراتور کار نمی کند. پس از روشن شدن، ولتاژ ژنراتور شروع به افزایش می کند و خازن را شارژ می کند. سیم پیچ در ابتدا به دلیل emf خود القایی جریان عبور نمی کند. ولتاژ ژنراتور به حداکثر خود می رسد و خازن را با همان ولتاژ شارژ می کند.

علاوه بر این: از آنجایی که میدان مغناطیسی نمی تواند ثابت باشد، شروع به کاهش می کند و از چرخش سیم پیچ در جهت مخالف عبور می کند. یک emf القایی در پایانه های سیم پیچ ظاهر می شود که شروع به شارژ مجدد خازن می کند. جریانی در مدار مدار نوسانی جریان دارد، فقط در جهت مخالف جریان شارژ، زیرا پیچ ها توسط میدان در جهت مخالف عبور می کنند. صفحات خازن با بارهایی برخلاف نمونه های اصلی شارژ می شوند. در همان زمان، ولتاژ در ژنراتور علامت مخالف افزایش می یابد، و با همان سرعتی که سیم پیچ خازن را شارژ می کند.)

وضعیت زیر بوجود آمد. خازن و ژنراتور به صورت سری به هم وصل شده اند و ولتاژ هر دو برابر با ولتاژ ژنراتور است. هنگامی که منابع تغذیه به صورت سری متصل می شوند، ولتاژ آنها اضافه می شود.

در نتیجه، در نیم سیکل بعدی، دو برابر ولتاژ به سیم پیچ می رود (هم از ژنراتور و هم از خازن)، و نوسانات در مدار با دو برابر ولتاژ روی سیم پیچ رخ می دهد.

در مدارهای Q پایین، ولتاژ روی سیم پیچ کمتر از دو برابر می شود، زیرا بخشی از انرژی (توسط تابش، گرمایش) تلف می شود و انرژی خازن به طور کامل به انرژی سیم پیچ تبدیل نمی شود. . ژنراتور و بخشی از خازن به صورت سری به هم متصل می شوند.

یادداشت

مدار نوسانی که در حالت رزونانس ولتاژ کار می کند تقویت کننده قدرت نیست. افزایش ولتاژی که روی عناصر آن ایجاد می شود به دلیل شارژ شدن خازن در سه ماهه اول دوره پس از روشن شدن ایجاد می شود و هنگام برداشتن از مدار قدرت بالا ناپدید می شود.

هنگام توسعه تجهیزات باید پدیده تشدید ولتاژ را در نظر گرفت. افزایش ولتاژ می تواند به قطعاتی که برای آن طراحی نشده اند آسیب برساند.

کاربرد

هنگامی که فرکانس ژنراتور و نوسانات طبیعی مدار بر هم منطبق می شوند، ولتاژی روی سیم پیچ ظاهر می شود که بیشتر از پایانه های ژنراتور است. این را می توان در دوبلورهای ولتاژ که بارهای امپدانس بالا را هدایت می کنند یا فیلترهای باند گذری که به فرکانس خاصی پاسخ می دهند استفاده می شود.

همچنین ببینید

ادبیات

• ولاسوف V. F.دوره مهندسی رادیو. م.: گوسنرگویزدات، 1962. ص 52.
• ایزیوموف N. M.، Linde D. P.مبانی مهندسی رادیو. م.: گوسنرگویزدات، 1959. ص 512.

پیوندها

• رزونانس استرس (ویدئوی نشان دهنده آزمایش)

بنیاد ویکی مدیا 2010.

ببینید که «رزونانس استرس» در فرهنگ‌های دیگر چیست:

رزونانس ولتاژ- تشدید ولتاژ؛ صنعت تشدید سری پدیده تشدید در یک مدار الکتریکی شامل بخش‌های متصل به صورت سری و دارای ماهیت القایی و خازنی... فرهنگ لغت توضیحی اصطلاحات پلی تکنیک

رزونانس ولتاژ- تشدید در مقطعی از مدار الکتریکی حاوی عناصر القایی و خازنی که به صورت سری به هم متصل شده اند. [GOST R 52002 2003] مباحث مهندسی برق، مفاهیم اولیه تشدید ولتاژ رزونانس سری EN ...

رزونانس ولتاژ- įtampų rezonansas statusas T sritis automatika atitikmenys: engl. رزونانس پذیرنده؛ رزونانس سری; vok رزونانس ولتاژ. Reihenresonanz، f; Serienresonanz، f; Spannungsresonanz، f rus. رزونانس سری، m; رزونانس استرس، m… … Automatikos Terminų žodynas

رزونانس ولتاژ- تشدید ولتاژ 255 رزونانس در بخشی از مدار الکتریکی حاوی عناصر القایی و خازنی متصل به صورت سری منبع: GOST R 52002 2003: مهندسی برق. اصطلاحات و تعاریف مفاهیم اساسی سند اصلی ... فرهنگ لغت - کتاب مرجع شرایط اسناد هنجاری و فنی

رزونانس ولتاژ- įtampų rezonansas statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. vok رزونانس ولتاژ. Spannungsresonanz، f rus. رزونانس استرس، m pranc. طنین تنش، f … Fizikos terminų žodynas

رزونانس سری، رزونانس الکتریکی. مداری از یک سلف و یک خازن که به صورت سری به هم متصل شده اند. در فرکانس تشدید، مقاومت راکتیو چنین مداری صفر است و جریان در آن با یک اعمال شده در فاز است... ... فرهنگ لغت بزرگ دایره المعارفی پلی تکنیک

رزونانس ولتاژ- 1. تشدید در یک بخش از یک مدار الکتریکی حاوی عناصر القایی و خازنی متصل به صورت سری استفاده شده در سند: GOST R 52002 2003 مهندسی برق. اصطلاحات و تعاریف مفاهیم اساسی ... فرهنگ لغت مخابرات

مدار تنظیم شده به رزونانس ولتاژ- - [Ya.N.Luginsky، M.S.Fezi Zhilinskaya، Yu.S.Kabirov. فرهنگ لغت انگلیسی-روسی مهندسی برق و مهندسی قدرت، مسکو، 1999] مباحث مهندسی برق، مفاهیم اولیه مدار نوسانی سری EN ... راهنمای مترجم فنی

تشدید جریان رزونانسی است که در یک مدار نوسانی موازی زمانی رخ می‌دهد که به منبع ولتاژی که فرکانس آن با فرکانس طبیعی مدار منطبق است متصل شود. مطالب 1 شرح پدیده 2 نکات ... ویکی پدیا

رزونانس- 9 رزونانس طبق GOST 24346 80

منظور ما از تشدید در یک مدار الکتریکی، حالت آن زمانی است که جریان و ولتاژ در فاز هستند و کل مدار طوری رفتار می کند که گویی کاملاً فعال است (شکل 1.18).

برنج. 1.18. مدار تشدید ( آ) و نمودار برداری در رزونانس ( ب)

(از تعریف طنین);
(شرایط رزونانس ولتاژ)؛

;
;

اگر آن وقت، یعنی ولتاژ روی عناصر راکتیو مدار ممکن است بیشتر از ولتاژی باشد که به کل مدار عرضه می شود.
,
,
آن ها مدار از شبکه توان راکتیو را مصرف نمی کند و آن را به شبکه عرضه نمی کند.
;

.

در لحظه تشدید، انرژی بین آنها مبادله می شود Lو سی. توان راکتیو از شبکه مصرف نمی شود و به شبکه عرضه نمی شود، بنابراین، مدار به عنوان یک مدار کاملاً فعال رفتار می کند.

35. تشدید جریان در مدارهای جریان متناوب متشکل از یک منبع نوسان و یک مدار نوسانی موازی رخ می دهد. تشدید جریان افزایش جریان عبوری از عناصر مدار است، در حالی که افزایش مصرف جریان از منبع رخ نمی دهد.

شکل 1 - مدار نوسانی موازی

برای ایجاد رزونانس جریان، لازم است که راکتانس خازن و اندوکتانس مدار برابر باشد. و همچنین فرکانس نوسانات خود مدار با فرکانس نوسان منبع جریان برابر بود.

در هنگام شروع تشدید جریان یا به اصطلاح رزونانس موازی، ولتاژ روی عناصر مدار بدون تغییر باقی می ماند و برابر با ولتاژ ایجاد شده توسط منبع است. زیرا به صورت موازی به مدار متصل است. مصرف جریان از منبع حداقل خواهد بود، زیرا مقاومت مدار در هنگام وقوع رزونانس به شدت افزایش می یابد.

شکل 2 - وابستگی امپدانس مدار و جریان به فرکانس

مقاومت مدار نوسانی نسبت به منبع نوسان کاملاً فعال خواهد بود. یعنی نمی شود، نه جزء خازنی و نه مولفه القایی محو می شود. و هیچ تغییر فازی بین جریان و ولتاژ وجود نخواهد داشت.

در عین حال، جریان عبوری از اندوکتانس 90 درجه از ولتاژ عقب می ماند. و جریان در مخزن ولتاژ را به همان 90 درجه هدایت می کند. بنابراین، جریان های موجود در عناصر راکتیو مدار 180 درجه نسبت به یکدیگر در فاز جابه جا می شوند.

در نتیجه، معلوم می شود که جریان های واکنشی با قدر نسبتاً زیاد در مدار نوسانی موازی جریان می یابد، اما در عین حال جریان کمی را از منبع ولتاژ مصرف می کند که فقط برای جبران تلفات در مدار لازم است. این تلفات به دلیل وجود مقاومت فعال است که بیشتر در اندوکتانس متمرکز شده است.

منبع هنگام روشن شدن انرژی مصرف می کند و ظرفیت را شارژ می کند. سپس انرژی انباشته شده در میدان الکتریکی خازن به انرژی میدان مغناطیسی اندوکتانس تبدیل می شود. اندوکتانس انرژی را به خازن برمی گرداند و فرآیند دوباره تکرار می شود. منبع ولتاژ فقط باید تلفات انرژی در مقاومت فعال مدار را جبران کند.

1. روش جریان حلقه به روش معمول استفاده می شود، البته ولتاژهای القایی متقابل (نوع) را به ولتاژهای خود القایی روی سیم پیچ ها اضافه می کنیم. توصیه می شود جریان های حلقه را طوری انتخاب کنید که هر سیم پیچ جریان حلقه خود را دریافت کند.

هنگامی که یک مدار نوسانی متشکل از یک سلف و یک خازن به یک منبع انرژی (منبع EMF سینوسی یا جریان سینوسی) متصل می شود، ممکن است پدیده رزونانس رخ دهد. دو نوع اصلی تشدید ممکن است: هنگامی که یک سیم پیچ و خازن به صورت سری وصل می شوند، زمانی که آنها به صورت موازی متصل می شوند، رزونانس جریان وجود دارد.

رزونانس ولتاژ.

تشدید ولتاژ در یک بخش بدون انشعاب از مدار امکان پذیر است که مدار معادل آن حاوی یک القایی است. L , خازنی با ، و مقاومتی آر عناصر، یعنی در یک مدار نوسانی سری (شکل 2.43).

این نام نشان دهنده برابری مقادیر ولتاژ موثر بر روی عناصر خازنی و القایی در فازهای مخالف است، همانطور که از نمودار برداری در شکل مشاهده می شود. 2.44 که در آن فاز اولیه جریان برابر با صفر انتخاب شده است.

از رابطه (2.766) و شرط (2.77) نتیجه می شود که فرکانس زاویه ای که در آن رزونانس ولتاژ مشاهده می شود با برابری تعیین می شود.

و نامیده می شود طنین انداز .

در تشدید ولتاژ، جریان در مدار به بیشترین مقدار خود می رسد بریدم = U/R , و ولتاژ روی عناصر خازنی و القایی

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

ممکن است (چند بار) از ولتاژ تغذیه تجاوز کند اگر

ω pe ز L = 1/ω pe ز С = √L/C > R.

مقدار ρ = ω pe ز L = 1/ω pe ز С = √L/C دارای بعد مقاومت بوده و نامیده می شود مقاومت مشخصه مدار نوسانی نسبت ولتاژ دو عنصر القایی یا خازنی در تشدید به ولتاژ U در پایانه های مدار، برابر با نسبت مقاومت مشخصه به مقاومت عنصر مقاومتی، خواص تشدید مدار نوسانی را تعیین می کند و نامیده می شود. فاکتور کیفیت مدار :

اگر در رزونانس همان تعداد دفعات را افزایش دهید پ راکتانس القایی و خازنی، یعنی انتخاب کنید

Х' L = nX Lpe زو X" C = pX برش،

سپس جریان در مدار تغییر نخواهد کرد، اما ولتاژ در عناصر القایی و خازنی افزایش می یابد. n بار (شکل 2.44، ب):یو ال= nU Lpe s و U" C = pU C رز بنابراین، در اصل، افزایش ولتاژ در عناصر القایی و خازنی بدون محدودیت در جریان یکسان امکان پذیر است: I = I res = U/R .

دلیل فیزیکی افزایش ولتاژ، نوسانات انرژی قابل توجهی است که به طور متناوب در میدان الکتریکی عنصر خازنی و میدان مغناطیسی عنصر القایی ذخیره می شود.

با تشدید ولتاژ، مقادیر کمی انرژی تامین شده از منبع و جبران تلفات انرژی در مقاومت فعال برای حفظ نوسانات بدون میرا در سیستم مقادیر نسبتاً زیادی انرژی میدان مغناطیسی و الکتریکی کافی است.

در تجهیزات ارتباطی، اتوماسیون و غیره، وابستگی جریان ها و ولتاژها به فرکانس برای مدارهایی که در آنها رزونانس امکان پذیر است از اهمیت عملی بالایی برخوردار است. این وابستگی ها نامیده می شوند منحنی های رزونانس .

بیان (2.76c) نشان می دهد که جریان در مدار به فرکانس زاویه ای بستگی دارد من (ω) و در رزونانس به بیشترین ارزش خود می رسد، یعنی. در ω = ω pe s و ω pe ز L = 1/(ω pe ز С) (شکل 2.45).

امپدانس مدار سری ایده آل (R=0) در رزونانس صفر است (اتصال کوتاه برای منبع تغذیه).

بالاترین مقادیر ولتاژ در عناصر القایی و خازنی در فرکانس های زاویه ای کمی متفاوت از رزونانس به دست می آید. بنابراین، ولتاژ در سراسر عنصر خازنی

هر چه ضریب کیفیت مدار نوسانی بالاتر باشد س , فرکانس های زاویه ای کمتر متفاوت است ωC و ω L در فرکانس زاویه ای تشدید و هر سه منحنی تشدید تیزتر من (ω) , U C (ω) و U L (ω).

در دستگاه های برق، در اغلب موارد، رزونانس ولتاژ یک پدیده نامطلوب است، زیرا در حین تشدید، ولتاژ تاسیسات می تواند چندین برابر ولتاژ کاری آنها باشد. اما، برای مثال، در مهندسی رادیو، تلفن و اتوماسیون، رزونانس ولتاژ اغلب برای تنظیم مدارها به فرکانس معین استفاده می شود.

ضریب توان cosφ در رزونانس ولتاژ برابر با واحد است.

2. وضعیت، علامت و کاربرد تشدید استرس. چه زمانی تشدید ولتاژ مضر است؟ چرا؟

حالتی که در یک مدار با اتصال سری المان القایی و خازنی، ولتاژ ورودی با جریان، رزونانس ولتاژ هم فاز است.

وقوع ناگهانی حالت رزونانس در مدارهای پرقدرت می تواند باعث ایجاد شرایط اضطراری، خرابی عایق سیم و کابل و ایجاد خطر برای پرسنل شود.

3. از چه راه هایی می توان به رزونانس ولتاژ دست یافت؟

هنگام اتصال یک مدار نوسانی متشکل از یک سلف و یک خازن به یک منبع انرژی، ممکن است یک پدیده تشدید رخ دهد. دو نوع اصلی تشدید ممکن است: هنگامی که سیم پیچ و خازن به صورت سری به هم متصل می شوند، رزونانس ولتاژ وجود دارد، و زمانی که آنها به صورت موازی وصل می شوند، رزونانس جریان وجود دارد.

4. چرا در طول تشدید ولتاژU 2 > U 1 ?

جایی که R مقاومت فعال است

I - قدرت فعلی

XL - اندوکتانس سیم پیچ

XC - ظرفیت خازن

Z – امپدانس AC

در رزونانس: UL = UC،

جایی که UC ولتاژ سیم پیچ است،

UL - ولتاژ خازن

ولتاژ را می توان یافت:

U=UR+UL+UC =>U=UR،

جایی که UR ولتاژ سیم پیچی است که ولت متر V2 به آن وصل شده است که به معنای ولتاژ V2=V1 است.

5. ویژگی تشدید ولتاژ چیست؟ آن را توضیح دهید.

در نتیجه، حالت رزونانس را می توان با تغییر اندوکتانس سیم پیچ L، ظرفیت خازن میعان C یا فرکانس ولتاژ ورودی ω به دست آورد.

6. عبارت قانون اهم را بر حسب رسانایی مداری با اتصال موازی خازن و سیم پیچ القایی بنویسید. رسانایی کل چقدر است؟

قانون اهم از طریق رسانایی برای مدار جریان متناوب با اتصالات موازی شاخه ها.

7. شرایط، علامت و اعمال تشدید جریان.

یعنی برابری رسانایی القایی و خازنی.

8 . از چه راه هایی می توان به رزونانس فعلی دست یافت؟

حالتی که در مداری حاوی انشعابات موازی با عناصر القایی و خازنی، جریان بخش بدون انشعاب مدار با ولتاژ، رزونانس جریان ها هم فاز است.

9. چرا در طنین جریانمن 2 > من 1 ?

زیرا، بر اساس نمودار برداری جریان در رزونانس، نمودار یک مثلث قائم الزاویه خواهد بود، که در آن جریان I و I 1 پاها و جریان I 2 هیپوتانوس خواهند بود. در نتیجه I 2 بزرگتر از I 1 خواهد بود.

10. رزونانس فعلی چه ویژگی دارد؟ آن را توضیح دهید.

با تشدید جریان، جریان در شاخه ها به طور قابل توجهی بیشتر از جریان در قسمت بدون انشعاب مدار است. این ویژگی - قدرت جریان - مهمترین ویژگی تشدید جریان است.

11. ساخت نمودارهای برداری را توضیح دهید.

هدف از ساخت آن تعیین اجزای فعال و راکتیو ولتاژ روی سیم پیچ و زاویه تغییر فاز بین ولتاژ در ورودی مدار و جریان است.

محاسبات

فهرست منابع مورد استفاده

برق و الکترونیک. کتاب 1. مدارهای الکتریکی و مغناطیسی. - ب 3 کتاب: کتاب 1 / ب. G. Gerasimov و دیگران. اد. V. G. Gerasimova. M.: Energoatomizdat, 1996. – 288 p.

Kasatkin A. S.، Nemtsov M. V. مهندسی برق. م.: بالاتر. مدرسه، 1999. – 542 ص.

مهندسی برق /Ed. یو. L. Khotuntseva. م.: آگار، 1998. – 332 ص.

Borisov Yu., Lipatov D. N., Zorin Yu. Energoatomizdat, 1985. – 550 p.

GOST 19880-74. مهندسی برق. مفاهیم اساسی.

 

اصطلاحات و تعاریف. م.: انتشارات استاندارد، 1974.

• شاید خواندن آن مفید باشد:;
• حالت های کار رزونانس مدارهای الکتریکی کدام مدار رزونانس ولتاژ را تجربه می کند؟;
• صفحه نمایش تبلت به لمس پاسخ نمی دهد;
• کدام بهتر است: چین، ژاپن یا کره؟;
• بررسی ماوس بلوتوث طراح مایکروسافت;
• پارک ملی Khao Phra Thaeo;
• وبلاگ چیست چرا وبلاگ نویس شدم;
• سیستم های خنک کننده CPU - آنها چیست؟;