Résonance de tension, condition d'occurrence. Modes de fonctionnement résonants des circuits électriques Quel circuit subit une résonance de tension ?

La résonance de tension est le mode d'un circuit électrique de courant sinusoïdal avec une connexion en série de R résistif, inductivement Atterrir capacitif AVEC éléments , auquel l'angle de déphasage entre la tension commune (tension secteur ) et le courant dans le circuit est nul .

La condition d'apparition d'une résonance de tension est l'égalité des réactances inductives et capacitives du circuit :

XL = XC . (3.27)

Un circuit électrique alimenté par un courant alternatif sinusoïdal, qui comprend un condensateur et une inductance, est appelé circuit oscillatoire .

La résonance de tension peut être obtenue de trois manières :

1. Changer fréquences w courant sinusoïdal ;

2. Changement valeurs d'inductance ou conteneurs circuit oscillatoire, dans lequel l'inductif XL ou capacitif XC résistance;

3. Lors de la modification des paramètres w en même temps, L, C circuits de circuits oscillatoires.

De la condition de résonance de tension (3.27), il s'ensuit que puisque

XL=w L Et XC= 1/s C,

puis à résonance de tension

où w res, rad/sec – fréquence de résonance.

La résonance de tension se caractérise par un certain nombre de caractéristiques importantes:

1. Puisque pendant la résonance de tension, l'angle de déphasage entre la tension et le courant est nul (j = y u – y i = 0), alors Le facteur de puissance à la résonance prend la valeur la plus élevée, égale à l'unité :

parce que j = parce que 0° = 1. (3.29)

Dans ce cas, comme le montre le diagramme vectoriel de la Fig. 3.22a, le vecteur courant et le vecteur tension totale coïncident en direction, puisqu'ils ont des phases initiales égales y u = y i.

2. À la résonance de tension les vecteurs de tension sur les éléments inductifs et capacitifs s'avèrent être égaux en amplitude et opposés en phase :

UL res = UC résolution (3.30)

parce que XLI = XCI, mais sous forme complexe (voir Fig. 3.22, a).

3. La tension aux bornes de la résistance active à la résonance de tension s'avère être égale à la tension du réseau (Fig. 4.22,a) puisque

. (3.31)

Sous une forme complexe.

4. Le rapport entre la réactance inductive ou capacitive et la résistance active du circuit avec R, L, C-les éléments en résonance sont appelés facteur de qualité du circuit oscillatoire Q

. (3.32)

Multiplier le numérateur et le dénominateur de ces fractions par le courant je, nous obtenons des expressions pour le facteur de qualité du circuit oscillant à travers les rapports de tension

. (3.33)

Aux grandes valeurs d'induction XL et capacitif XC résistances et faibles valeurs de résistance active R. Chaînes ( R.<<XL = XC), c'est à dire. à des facteurs de qualité élevés Q circuit oscillant en tension
UL res = UC réponse >> U:

UL rés / U = XL rés / R. = Q >> 1; UC rés / U = XC rés / R. = Q >> 1, (3.34)

c'est la tension sur l'inductance et le condensateur du circuit oscillant en série avec son facteur de qualité élevé en mode résonance de tension peut être plusieurs fois supérieure à la tension d'alimentation .

Par exemple, si le circuit oscillant d'un circuit série avec
R, L, C- éléments alimentés par une tension sinusoïdale U= 220 V, R.= 1 Ohm, XL res = XC res = 1000 Ohm, alors la tension aux bornes de l'inductance et du condensateur, comme suit de (3.34), est égale à :

UL res = UC res = U·Q=220·1000 = 220000 V = 220 kV.

Par conséquent, lorsque l'on travaille équipement électrique alimenté par la tension du secteur 220/380 volts la résonance de tension n'est jamais utilisée .

Cependant, dans une variété d'appareils d'ingénierie radio et d'électronique, où la tension d'alimentation du circuit oscillant est de microvolts
(1 µV = 10 -6 V), la résonance de tension est largement utilisée, permettant d'amplifier plusieurs fois le signal d'entrée sous forme de tension sinusoïdale.

Riz. 3.22. Résonance de tension dans un circuit avec une connexion en série d'éléments R, L, C

UN) - diagramme vectoriel; b) – triangle de résistance dégénéré (X = 0);

V) - triangle de puissance dégénéré (Q = 0)

5. Depuis lors de la résonance de tension XL = XC(3.27), alors la résistance totale du circuit prend une valeur minimale , égale à la résistance active :

UN la réactance totale du circuit devient nulle :

X res = | XL – XC| = 0. (3.36)

C'est pourquoi le triangle de résistance à la résonance de tension a un caractère dégénéré , comme le montre la fig. 3.22, b.

6. D’après la loi d’Ohm et la formule (3.35), il s’ensuit que actuel je dans le circuit à résonance, la tension atteint sa plus grande valeur :

je res = U/Z res = U/R.. (3.37)

Il s'ensuit que le courant dans le circuit pendant la résonance de tension peut être nettement supérieur au courant qui pourrait l'être en l'absence de résonance .

Cette propriété permet de détecter la résonance de tension lorsque la fréquence w change, l'inductance change L ou des conteneurs AVEC. Cependant le courant de résonance est dangereux dans certaines conditions – il peut, en atteignant une valeur trop élevée, conduire à une surchauffe des éléments du circuit et à leur défaillance.

7. La puissance active à la résonance de tension a la plus grande valeur , puisqu'il est lié au carré du courant

P. = (je rés) 2 R., (3.38)

et le courant je la coupe est maximale.

8. Puissance réactive totale Q à la résonance les tensions sont nulles :

Q =½ QL – QC½ = ½ U L I – UCI½ = 0, (3,39)

parce que UL = UC. C'est pourquoi Le triangle de puissance à la résonance est dégénéré , comme le montre la fig. 3.22, v.

9. Fourni R. << XL = XC(c'est-à-dire avec un facteur de qualité élevé du circuit oscillatoire) puissance réactive inductive et capacitive

QL = QC >> S = P., (3.40)

c'est-à-dire ces pouvoirs peut être plusieurs fois supérieure à la puissance totale consommée S. Où pleine puissance S à la résonance, il se libère complètement sur l'élément résistif R., sous forme de puissance active R..

Physiquement, cela s'explique par le fait que lors de la résonance de tension, il se produit un échange périodique d'énergie de champ magnétique dans l'élément inductif et d'énergie de champ électrique dans le condensateur. De plus, l'intensité de cet échange, comme la valeur des puissances réactives QL Et QC, en comparaison avec la puissance active consommée R.

QL/P. = XL/R. = Q; QC/P. = XC/R = Q (3.41)

déterminé par le rapport des résistances réactive et active du circuit, comme pour les tensions UL, UC Et U, c'est-à-dire le facteur de qualité Q circuit oscillatoire du circuit (voir point 4).

Courbes exprimant la dépendance du courant total je, résistance du circuit Z, tension d'inductance UL et condensateur UC, facteur de puissance parce que j de la capacité de la batterie de condensateurs AVEC, sont appelés courbes de résonance .

En figue. 3.23 montre les courbes de résonance ( UL, UC, je, Z, parce que j) = F(C), construit sous forme générale avec U = const et w = 2p F = const.

Riz. 3.23. Courbes de résonance UL , UC , je , Z, parce que j en fonction de la capacité AVEC
lors de la connexion d'une inductance et d'une batterie de condensateurs en série

L'analyse de ces dépendances montre qu'avec l'augmentation de la capacité AVEC impédance du circuit des batteries de condensateurs Z diminue d'abord, atteint un minimum en mode résonance et devient égal à la résistance active R., puis augmente à nouveau avec l'augmentation de la capacité. Selon le changement Z le courant total du circuit change (selon la loi d'Ohm je inversement proportionnel Z) : avec l'augmentation de la capacité du condensateur, le courant je augmente d'abord, atteint un maximum en mode résonance, puis diminue à nouveau.

Facteur de puissance parce que j change avec la capacité AVEC dans le même ordre : d'abord avec une capacité croissante AVEC Le facteur de puissance augmente, atteignant un maximum de l'unité en mode résonance, puis diminue, tendant vers zéro à la limite.

Les tensions sur l'inductance et les condensateurs ont des maximums proches du mode de résonance et deviennent égales les unes aux autres dans ce mode. Il convient de noter que les valeurs de tension atteintes sur les condensateurs et l'inductance en mode résonance de tension et à proximité peuvent être plusieurs fois supérieures à la tension d'entrée appliquée à l'ensemble du circuit (voir paragraphe 4).

Du point de vue de la sécurité électrique et du bon fonctionnement, ceci doit être pris en compte lors de la réalisation d'une étude de résonance de tension sur banc, en fixant la valeur de la tension d'alimentation du circuit. U dans des limites assez basses ( U= 20 ¸ 25 V).

Ainsi, les courbes de résonance permettent d'établir l'impédance minimale et le courant maximal dans le circuit à un facteur de puissance maximal de l'unité, lorsqu'une résonance de tension se produit dans un circuit avec une connexion en série d'une inductance et d'une batterie de condensateurs.

conclusions:

1. Résonance de tension dans les installations électriques industrielles , alimenté par une tension secteur sinusoïdale 220/380 V – phénomène indésirable et dangereux , car cela peut provoquer une situation d'urgence avec une éventuelle surtension dans certaines sections du circuit, entraîner une rupture de l'isolation des enroulements des machines et appareils électriques, de l'isolation des câbles et des condensateurs et est dangereux pour le personnel d'exploitation.

2. En même temps, La résonance de tension est largement utilisée dans l'ingénierie radio, l'automatisation et l'électronique pour régler les circuits oscillatoires en résonance à une certaine fréquence, ainsi que dans divers types d'instruments et de dispositifs basés sur le phénomène de résonance.

Le Lab 2b est divisé en quatre parties :

1. Partie préparatoire.

2. Partie mesure (réalisation d'expériences et prise de lectures d'instruments).

3. Partie calcul (détermination des valeurs calculées à l'aide de formules).

4. Partie conception (construction de diagrammes vectoriels).

Note

Travaux d'installation électrique sur l'étude de la résonance de tension dans un circuit avec une connexion en série R, L, C-éléments sur le stand de laboratoire modernisé EV-4 ne sont pas effectués , contrairement aux travaux sur stands anciens (voir c - Travaux 2b, p. 2. Partie installation électrique).

1. Partie préparatoire

La préparation aux travaux de laboratoire comprend :

1. Etude de la partie théorique de ce manuel et de la littérature liée au sujet de ce travail.

2. Enregistrement préliminaire des travaux de laboratoire conformément aux exigences en vigueur.

A la suite de l'inscription préalable du travail de laboratoire n°2b dans un cahier ou un journal (sur feuilles A4 avec impression informatique), l'étudiant doit remplir une page de titre, le travail doit indiquer le nom du travail et son objet, et fournir des informations de base sur le travail tirées de la section ci-dessus et les formules nécessaires au calcul des valeurs calculées, les circuits équivalents de base et équivalents sont présentés, des tableaux sont préparés, en fonction du nombre d'expériences dans le travail.

De plus, un espace libre doit être laissé pour la construction de diagrammes vectoriels.

2. Partie de mesure

Les mesures nécessaires des paramètres du circuit de courant monophasé étudié avec une connexion en série de récepteurs électriques à résonance de tension sont effectuées à l'aide d'un schéma de circuit (Fig. 3.24). Ce schéma correspond au panneau du stand EV-4 modernisé avec un schéma mnémonique similaire et des instruments de mesure numériques (voir photo sur la Fig. 3.26).

Pour un aspect plus visible des courbes de résonance dans le circuit série des récepteurs électriques, une résistance R. absent (dans le schéma électrique de la Fig. 3.23, il est contourné).

Ce circuit correspond à un circuit équivalent connecté en série, représenté sur la Fig. 3.25.

3.24 Schéma schématique d'un circuit connecté en série
batterie d'inductances et de condensateurs

3.25 Circuit équivalent avec connexion en série
batterie d'inductances et de condensateurs
pour les études de résonance de contrainte

1. Avant de mettre sous tension le circuit étudié, sur le panneau de banc avec un schéma synoptique et des instruments de mesure numériques (Fig. 3.26), déplacez tous les interrupteurs (S 1 ÷ S 6, S" 1 ÷ S" 6) situés sur ce panneau en position basse (état – « off »)

Riz. 3.26. Panneau de support avec instruments de mesure numériques et
schéma mnémonique pour le travail de laboratoire 2b « Résonance de tension
dans un circuit monophasé avec des éléments actifs-réactifs"

2. Support de panneau en guirlande R, L, C-les éléments excluent la résistance R., en le shuntant à l'aide d'un fil électrique (le fil de dérivation rouge dans le schéma électrique de la Fig. 3.24) en insérant ses extrémités dans les prises situées sur les côtés du voltmètre VR.

3. Réglez la capacité totale initiale des condensateurs AVEC= 40 µF en appuyant sur les boutons noirs correspondants à côté des condensateurs connectés sur le panneau n°4 du support avec un schéma synoptique de la batterie de condensateurs (voir Fig. 3.28).

4. Connectez l'autotransformateur de laboratoire (LATR) installé sur le panneau horizontal de l'alimentation (Fig. 3.27) à la tension secteur (~220 V) en appuyant sur les boutons noirs « on » des interrupteurs. Parallèlement, deux voyants « réseau » s'allument. Après cela tu dois tourner le bouton LATRAa dans le sens inverse des aiguilles d'une montre jusqu'au bout , réduisant ainsi la tension à sa sortie à zéro.

Riz. 3.27. Panneau d'alimentation pour paillasse de laboratoire

Riz. 3.28. Panneau n°4 du stand avec schémas synoptiques d'une batterie de condensateurs
et inducteurs

5. Appliquez une tension régulée du LATR à l'entrée du circuit étudié et connectez les instruments de mesure numériques en réglant les boutons de tous les interrupteurs (S 1 ÷ S 6, S" 1 ÷ S" 6) sur le panneau du support avec le schéma synoptique en position « marche ». Dans ce cas, les chiffres verts des instruments de mesure électriques doivent s'allumer.

6. Tournez doucement le bouton du régulateur LATR dans le sens des aiguilles d'une montre (Fig. 3.27) pour régler la tension. Uà l'entrée du circuit environ 20 ÷ 25 V, en le surveillant avec un voltmètre numérique V(Dispositif ShchP02M installé à gauche sur le panneau du support - Fig. 4.26). Devrait garder la tension réglée constante dans toutes les expériences en utilisant LATR.

7. En cours d'étude d'un circuit avec une inductance et une batterie de condensateurs connectées en série, effectuez 9 expériences avec différentes capacités de la batterie de condensateurs (les valeurs de capacité pour chaque expérience sont indiquées dans le tableau 3.5) en appuyant sur l'interrupteur correspondant boutons sur le panneau n°4 du support (Fig. 3.28), augmentant progressivement la capacité de 40 µF à 200 µF. Avant de connecter des condensateurs supplémentaires dans chaque expérience, il est nécessaire de déconnecter le circuit étudié de la source d'alimentation. (sortie LATR) en déplaçant les interrupteurs (S 1, S" 1) vers la position inférieure « off », et avant de prendre des mesures, rebranchez le circuit à la tension d'alimentation à l'aide des mêmes interrupteurs.

8. Dans toutes les expériences, mesurez la tension d'entrée U, consommation d'énergie active R. et le courant circulant dans le circuit je, respectivement, avec des instruments de mesure numériques : voltmètre V, wattmètre W et un ampèremètre UN(voir le schéma de circuit sur la Fig. 3.24 et le panneau du support sur la Fig. 3.26).

9. Tension aux bornes de la batterie de condensateurs UC et la tension aux bornes de l'inducteur ROYAUME-UNI avec paramètres RK, LK mesurer avec des voltmètres numériques, respectivement VC Et VK installé sur le panneau du support (voir Fig. 3.26).

10. Entrez les résultats de mesure obtenus pour chaque expérience dans le tableau 3.5.

11. À la fin de la partie mesure de ce travail, vous devez déconnecter le circuit étudié de la source d'alimentation et l'alimentation elle-même du panneau d'alimentation à l'aide des interrupteurs S 1 et S 1 "sur le panneau avec un schéma synoptique ( Fig. 3.26) et le bouton rouge « off » de l'interrupteur sur le panneau d'alimentation de l'unité (Fig. 3.27). Informez l'enseignant de la fin des mesures et commencez à calculer les paramètres du circuit.

Description du phénomène

Soit un circuit oscillatoire avec une fréquence propre F, et laissez fonctionner à l'intérieur un générateur de courant alternatif de même fréquence F.

Au début, le condensateur du circuit est déchargé, le générateur ne fonctionne pas. Après la mise sous tension, la tension aux bornes du générateur commence à augmenter, chargeant le condensateur. Au début, la bobine ne laisse pas passer le courant en raison de la force électromotrice d'auto-induction. La tension sur le générateur atteint son maximum, chargeant le condensateur à la même tension.

De plus : comme le champ magnétique ne peut pas exister de manière stationnaire, il commence à diminuer, traversant les spires de la bobine dans le sens opposé. Une force électromotrice induite apparaît aux bornes de la bobine, ce qui commence à recharger le condensateur. Un courant circule dans le circuit du circuit oscillant, uniquement dans le sens opposé au courant de charge, puisque les spires sont traversées par le champ en sens inverse. Les plaques du condensateur sont rechargées avec des charges opposées à celles d'origine. Dans le même temps, la tension sur le générateur de signe opposé augmente, et à la même vitesse à laquelle la bobine charge le condensateur.)

La situation suivante s'est produite. Le condensateur et le générateur sont connectés en série et la tension sur les deux est égale à la tension du générateur. Lorsque les alimentations sont connectées en série, leurs tensions sont additionnées.

Par conséquent, au cours du prochain demi-cycle, la tension sera doublée sur la bobine (à la fois du générateur et du condensateur), et des oscillations dans le circuit se produiront au double de la tension sur la bobine.

Dans les circuits low-Q, la tension sur la bobine sera moins que doublée, puisqu'une partie de l'énergie sera dissipée (par rayonnement, par chauffage) et l'énergie du condensateur ne sera pas complètement convertie en énergie de la bobine) . Le générateur et une partie du condensateur sont connectés en série.

Remarques

Un circuit oscillant fonctionnant en mode résonance de tension n'est pas un amplificateur de puissance. Les tensions accrues qui apparaissent sur ses éléments sont dues à la charge du condensateur dans le premier quart de la période après la mise sous tension et disparaissent lorsqu'il est retiré du circuit haute puissance.

Le phénomène de résonance de tension doit être pris en compte lors du développement des équipements. Une tension accrue peut endommager des composants non conçus pour cela.

Application

Lorsque la fréquence du générateur et les oscillations naturelles du circuit coïncident, une tension apparaît sur la bobine plus élevée qu'aux bornes du générateur. Cela peut être utilisé dans des doubleurs de tension pilotant des charges à haute impédance ou des filtres passe-bande répondant à une fréquence spécifique.

voir également

Littérature

  • Vlassov V.F. Cours d'ingénierie radio. M. : Gosenergoizdat, 1962. P. 52.
  • Izyumov N.M., Linde D.P. Bases de l'ingénierie radio. M. : Gosenergoizdat, 1959. P. 512.

Liens


Fondation Wikimédia. 2010.

Voyez ce qu’est « résonance de stress » dans d’autres dictionnaires :

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    Résonance- 9 résonance selon GOST 24346 80

Par résonance dans un circuit électrique, nous entendons son état lorsque le courant et la tension sont en phase et que l'ensemble du circuit se comporte comme s'il était purement actif (Fig. 1.18).

Riz. 1.18. Circuit résonnant ( UN) et diagramme vectoriel à résonance ( b)

(de la définition de la résonance) ;
(condition de résonance de tension);

;
;

Si alors, c'est-à-dire la tension sur les éléments réactifs du circuit peut être supérieure à la tension fournie à l'ensemble du circuit.
,
,
ceux. le circuit du réseau ne consomme pas de puissance réactive et ne la fournit pas au réseau ;
;

.

Au moment de la résonance, l'énergie est échangée entre L Et C. La puissance réactive n'est pas consommée par le réseau et n'est pas fournie au réseau, le circuit se comporte donc comme un circuit purement actif.

35. La résonance actuelle se produit dans les circuits à courant alternatif constitués d'une source d'oscillation et d'un circuit oscillant parallèle. La résonance de courant est une augmentation du courant traversant les éléments du circuit, alors qu'il n'y a pas d'augmentation de la consommation de courant de la source.

Figure 1 - circuit oscillant parallèle

Pour que la résonance du courant se produise, il est nécessaire que la réactance de la capacité et de l'inductance du circuit soit égale. De plus, la fréquence des propres oscillations du circuit était égale à la fréquence d’oscillation de la source de courant.

Lors de l'apparition de la résonance du courant ou de la résonance dite parallèle, la tension sur les éléments du circuit reste inchangée et égale à la tension créée par la source. Parce qu'il est connecté en parallèle au circuit. La consommation de courant de la source sera minime, car la résistance du circuit augmentera fortement lorsqu'une résonance se produit.

Figure 2 - dépendance de l'impédance et du courant du circuit sur la fréquence

La résistance du circuit oscillant par rapport à la source d'oscillation sera purement active. Autrement dit, ce ne sera pas le cas, ni le composant capacitif ni le composant inductif ne s'estomperont. Et il n’y aura pas de déphasage entre le courant et la tension.

Dans le même temps, le courant traversant l’inductance sera en retard de 90 degrés par rapport à la tension. Et le courant dans le réservoir entraînera la tension du même 90 degrés. Ainsi, les courants dans les éléments réactifs du circuit seront déphasés de 180 degrés les uns par rapport aux autres.

En conséquence, il s'avère que des courants réactifs d'une ampleur assez importante circulent dans le circuit oscillant parallèle, mais en même temps, il consomme un petit courant de la source de tension, qui n'est nécessaire que pour compenser les pertes dans le circuit. Ces pertes sont dues à la présence de résistance active concentrée majoritairement dans l'inductance.

La source dépense de l'énergie lorsqu'elle est allumée, chargeant ainsi la capacité. Ensuite, l'énergie accumulée dans le champ électrique du condensateur est convertie en énergie du champ magnétique de l'inductance. L'inductance renvoie l'énergie au condensateur et le processus se répète. La source de tension n'a qu'à compenser les pertes d'énergie dans la résistance active du circuit.


1. La méthode du courant de boucle est utilisée de la manière habituelle, cependant, nous ajoutons des tensions d'induction mutuelle (type ) aux tensions d'auto-induction sur les bobines. Il est conseillé de sélectionner les courants de boucle de manière à ce que chaque bobine reçoive son propre courant de boucle.

Lorsqu'un circuit oscillant constitué d'une inductance et d'un condensateur est connecté à une source d'énergie (source de FEM sinusoïdale ou de courant sinusoïdal), des phénomènes de résonance peuvent se produire. Deux principaux types de résonance sont possibles : lorsqu'une bobine et un condensateur sont connectés en série, il y a une résonance de tension ; lorsqu'ils sont connectés en parallèle, il y a une résonance de courant.

Résonance de tension.

La résonance de tension est possible dans une section non ramifiée du circuit dont le circuit équivalent contient un inductif L , capacitif AVEC , et résistif R. éléments, c'est-à-dire dans un circuit oscillant en série (Fig. 2.43).

Ce nom reflète l'égalité des valeurs de tension effectives sur les éléments capacitifs et inductifs aux phases opposées, comme le montre le diagramme vectoriel de la Fig. 2.44, dans lequel la phase initiale du courant est choisie égale à zéro.

De la relation (2.766) et de la condition (2.77), il s'ensuit que la fréquence angulaire à laquelle la résonance de tension est observée est déterminée par l'égalité

et s'appelle résonnant .

A la résonance de tension, le courant dans le circuit atteint sa plus grande valeur Je coupe = U/R , et les tensions sur les éléments capacitifs et inductifs

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

peut (plusieurs fois) dépasser la tension d'alimentation si

ω pe з L = 1/ω pe з С = √L/C > R.

Valeur ρ = ω pe з L = 1/ω pe з С = √L/C a la dimension de la résistance et est appelé résistance caractéristique circuit oscillatoire. Rapport entre la tension aux bornes d'un élément inductif ou capacitif à la résonance et la tension U aux bornes du circuit, égal au rapport de la résistance caractéristique à la résistance de l'élément résistif, détermine les propriétés résonantes du circuit oscillant et est appelé facteur de qualité du circuit :

Si à la résonance vous augmentez le même nombre de fois P. réactance inductive et capacitive, c'est-à-dire choisir

Х' L = nX Lpe ç Et X" C = pX Couper,

alors le courant dans le circuit ne changera pas, mais les tensions sur les éléments inductifs et capacitifs augmenteront de n fois (Fig. 2.44, b) :UL= nU Lpe s Et U" C = pU C rés Il est donc en principe possible d'augmenter les tensions sur les éléments inductifs et capacitifs sans limite à un même courant : I = I res = U/R .


La raison physique de l'apparition d'augmentations de tension réside dans les fluctuations de l'énergie importante stockée alternativement dans le champ électrique de l'élément capacitif et dans le champ magnétique de l'élément inductif.

Avec la résonance de tension, de petites quantités d'énergie fournies par la source et compensant les pertes d'énergie dans la résistance active sont suffisantes pour maintenir des oscillations non amorties dans le système de quantités relativement importantes d'énergie de champ magnétique et électrique.

Dans les équipements de communication, d'automatisation, etc., la dépendance des courants et des tensions à la fréquence pour les circuits dans lesquels la résonance est possible est d'une grande importance pratique. Ces dépendances sont appelées courbes de résonance .

L'expression (2.76c) montre que le courant dans le circuit dépend de la fréquence angulaire je(ω) et atteint sa plus grande valeur à la résonance, c'est-à-dire à ω = ω pe s Et ω pe з L = 1/(ω pe з С) (Fig. 2.45).

Impédance d'un circuit série idéal (R=0) à la résonance il est nul (court-circuit pour l'alimentation).

Les valeurs de tension les plus élevées sur les éléments inductifs et capacitifs sont obtenues à des fréquences angulaires légèrement différentes de celle résonnante. Donc, la tension aux bornes de l'élément capacitif

Plus le facteur de qualité du circuit oscillant est élevé Q , moins les fréquences angulaires diffèrent ωC Et ωL sur la fréquence angulaire de résonance et plus les trois courbes de résonance sont nettes je(ω) , U C (ω) Et UL (ω).

Dans les appareils électriques, dans la plupart des cas, la résonance de tension est un phénomène indésirable, car lors de la résonance, les tensions des installations peuvent être plusieurs fois supérieures à leurs tensions de fonctionnement. Mais, par exemple, dans l'ingénierie radio, la téléphonie et l'automatisation, la résonance de tension est souvent utilisée pour régler les circuits sur une fréquence donnée.

Le facteur de puissance cosφ à la résonance de tension est égal à l'unité.

2. Condition, signe et application de la résonance de contrainte. Quand la résonance de tension est-elle nocive ? Pourquoi?

Un mode dans lequel, dans un circuit avec une connexion en série d'un élément inductif et capacitif, la tension d'entrée est en phase avec le courant, résonance de tension.

L'apparition soudaine d'un mode résonnant dans des circuits de forte puissance peut provoquer des situations d'urgence, entraîner une rupture de l'isolation des fils et des câbles et créer un danger pour le personnel.

3. De quelles manières peut-on obtenir la résonance de tension ?

Lors de la connexion d'un circuit oscillant constitué d'une inductance et d'un condensateur à une source d'énergie, un phénomène de résonance peut se produire. Deux principaux types de résonance sont possibles : lorsque la bobine et le condensateur sont connectés en série, il y a une résonance de tension, et lorsqu'ils sont connectés en parallèle, il y a une résonance de courant.

4. Pourquoi à la résonance de tensionU 2 >U 1 ?

Où R est la résistance active

I – force actuelle

XL – inductance de bobine

XC – capacité du condensateur

Z – Impédance CA

A la résonance : UL = UC,

Où UC est la tension de la bobine,

UL – tension du condensateur

La tension peut être trouvée :

U=UR+UL+UC =>U=UR,

Où UR est la tension de la bobine à laquelle est connecté le voltmètre V2, ce qui signifie tension V2=V1

5. Quelle est la caractéristique de la résonance de tension ? Explique le.

Par conséquent, le mode résonance peut être obtenu en modifiant l'inductance de la bobine L, la capacité du condensat C ou la fréquence de la tension d'entrée ω.

6. Écrivez l'expression de la loi d'Ohm en termes de conductivité pour un circuit avec une connexion en parallèle d'un condensateur et d'une bobine inductive. Quelle est la conductivité totale ?

Loi d'Ohm par conductivité pour un circuit à courant alternatif avec connexions de branches en parallèle.

7. Condition, signe et application de la résonance actuelle.

c'est-à-dire l'égalité de conductivité inductive et capacitive.

8 . De quelles manières peut-on obtenir la résonance actuelle ?

Un mode dans lequel dans un circuit contenant des branches parallèles avec des éléments inductifs et capacitifs, le courant de la section non ramifiée du circuit est en phase avec la tension, la résonance des courants.

9. Pourquoi pendant la résonance actuelleje 2 > je 1 ?

Parce que, sur la base du diagramme vectoriel des courants à résonance, le graphique sera un triangle rectangle, où les courants I et I 1 seront des jambes, et le courant I 2 sera l'hypoténuse. Par conséquent, I 2 sera également supérieur à I 1.

10. Quelle est la caractéristique de la résonance actuelle ? Explique le.

Avec la résonance de courant, les courants dans les branches sont nettement supérieurs au courant dans la partie non ramifiée du circuit. Cette propriété – l’intensité du courant – est la caractéristique la plus importante de la résonance du courant.

11. Expliquer la construction des diagrammes vectoriels.

Le but de sa construction est de déterminer les composantes actives et réactives de la tension sur la bobine et l'angle de déphasage entre la tension à l'entrée du circuit et le courant

Calculs

LISTE DES SOURCES UTILISÉES

    Électrique et électronique. Livre 1. Circuits électriques et magnétiques. - B 3 livres : livre 1 /B. G. Gerasimov et autres ; Éd. V.G. Gerasimova. M. : Energoatomizdat, 1996. – 288 p.

    Kasatkin A. S., Nemtsov M. V. Génie électrique. M. : Plus haut. école, 1999. – 542 p.

    Génie électrique /Ed. Yu. L. Khotuntseva. M. : AGAR, 1998. – 332 p.

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

    GOST 19880-74. Ingénierie électrique. Concepts de base.



 

Termes et définitions. M. : Maison d'édition des normes, 1974.