Ano ang resonans ng mga alon at boltahe

Reactance reaksyon at capacitance

Ang inductance ay ang kakayahan ng katawan upang makaipon ng enerhiya sa isang magnetic field. Ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang lag ng kasalukuyang mula sa boltahe sa yugto. Ang mga karaniwang mga elemento ng induktibo ay mga choke, coils, mga transformer, electric motor.

Ang kapasidad ay tumutukoy sa mga elemento na nag-iimbak ng enerhiya sa pamamagitan ng isang electric field. Ang mga elemento ng capacitive ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang phase lag ng boltahe mula sa kasalukuyang. Mga elemento ng Capacitive: capacitor, varicaps.

Ang kanilang pangunahing katangian ay ibinibigay, ang mga nuances sa loob ng artikulong ito ay hindi isinasaalang-alang.

Bilang karagdagan sa mga nakalistang elemento, ang iba ay mayroon ding isang tiyak na inductance at capacitance, halimbawa, sa mga electric cable na ipinamamahagi kasama ang haba nito.

Kakayahan at inductance sa isang alternating kasalukuyang circuit

Kung sa DC circuit ang kapasidad sa pangkalahatang kahulugan ay isang sirang bahagi ng circuit, at ang inductance ay isang conductor, kung gayon sa alternating capacitors at coils ay isang reaktibo na analog ng isang risistor.

Ang reaktibo ng inductor ay natutukoy ng pormula:

Vector diagram:

Reaksyon ng Capacitor:

Narito ang angular na dalas, f ay ang dalas sa sinusoidal kasalukuyang circuit, L ay ang inductance, C ay ang capacitance.

Vector diagram:

Kapansin-pansin na sa pagkalkula ng mga reaktibong elemento na konektado sa serye, ginagamit ang pormula:

Mangyaring tandaan na ang bahagi ng capacitive ay kinuha gamit ang isang minus sign. Kung ang aktibong sangkap (risistor) ay naroroon din sa circuit, pagkatapos ay idagdag ayon sa pormula ng Pythagorean theorem (batay sa diagram ng vector):

Ano ang nakasalalay sa reaksyon? Ang mga reaktibo na katangian ay nakasalalay sa capacitance o inductance, pati na rin sa dalas ng alternating current.

Kung titingnan mo ang pormula ng reaktibong sangkap, makikita mo na para sa ilang mga halaga ng capacitive o induktibong sangkap, ang kanilang pagkakaiba ay magiging zero, kung gayon ang paglaban lamang ay mananatili sa circuit. Ngunit hindi ito ang lahat ng mga tampok ng ganoong sitwasyon.

Ang resonans ng boltahe

Kung ang isang capacitor at isang inductor ay konektado sa serye na may isang generator, kung gayon, sa kondisyon na ang kanilang reaksyon ay pantay, isang boltahe na resonans ang magaganap. Sa kasong ito, ang aktibong bahagi Z ay dapat na maliit hangga't maaari.

Ito ay nagkakahalaga na tandaan na ang inductance at capacitance ay may reaktibo na mga katangian lamang sa mga naisapersonal na halimbawa. Sa totoong mga circuit at elemento, ang aktibong pagtutol ng mga conductor ay palaging naroroon, bagaman napakaliit.

Sa resonance, ang isang exchange exchange ay nangyayari sa pagitan ng inductor at ang capacitor. Sa mga mainam na halimbawa, sa panahon ng paunang koneksyon ng isang mapagkukunan ng enerhiya (generator), ang enerhiya ay naipon sa kapasitor (o inductor) at pagkatapos na ito ay pinapatay, ang mga hindi nabubuong mga oscillation ay nangyayari dahil sa palitan na ito.

Ang mga boltahe sa mga inductors at capacitance ay halos pareho, ayon sa Batas ng Ohm:

U = I / X

Kung saan ang X ay ang Xc capacitive o XL inductance, ayon sa pagkakabanggit.

Ang isang circuit na binubuo ng inductance at capacitance ay tinatawag na oscillatory circuit. Ang dalas nito ay kinakalkula ng formula:

Ang panahon ng oscillation ay tinutukoy ng formula Thompson:

Dahil ang reaktibo ay nakasalalay sa dalas, ang paglaban sa inductance ay tumataas sa pagtaas ng dalas, at bumababa sa kapasidad. Kung ang mga resistensya ay pantay, ang kabuuang pagtutol ay lubos na nabawasan, na kung saan ay makikita sa graph:

Ang mga pangunahing katangian ng circuit ay ang kalidad factor (Q) at dalas. Kung isasaalang-alang namin ang circuit bilang isang apat na terminal, pagkatapos ay ang koepisyent ng paghahatid pagkatapos ng simpleng mga kalkulasyon ay nabawasan sa kadahilanan ng kalidad:

K = q

At ang boltahe sa mga terminal ng circuit ay nagdaragdag sa proporsyon sa koepisyent ng transfer (kalidad factor) ng circuit.

UK = Uin * Q

Sa pamamagitan ng boltahe na resonansya, mas mataas ang kalidad na kadahilanan, mas malaki ang boltahe sa mga elemento ng circuit na lalampas sa boltahe ng nakakonektang generator. Ang boltahe ay maaaring taasan ang sampu o daan-daang beses. Ipinapakita ito sa graph:

Ang mga pagkawala ng kuryente sa circuit ay dahil lamang sa pagkakaroon ng aktibong pagtutol. Ang enerhiya mula sa mapagkukunan ng kuryente ay kinuha lamang upang mapanatili ang pagbabagu-bago.

Ang kapangyarihan factor ay magiging katumbas ng:

kosФ = 1

Ipinapakita ng pormula na ito na ang mga pagkalugi ay nangyayari dahil sa aktibong kapangyarihan:

S = P / Cosph

Mga alon ng resonansya

Ang kasalukuyang resonans ay sinusunod sa mga circuit kung saan ang inductance at capacitance ay magkakaugnay.

Ang kababalaghan ay binubuo sa daloy ng mga malalaking alon sa pagitan ng capacitor at coil, sa zero kasalukuyang sa hindi nabagong bahagi ng circuit. Ito ay dahil kapag naabot ang dalas ng resonans, ang kabuuang paglaban sa Z ay tumataas. O, sa simpleng mga termino, ganito ang tunog - sa punong resonans ang maximum na kabuuang halaga ng paglaban Z ay naabot, pagkatapos kung saan ang isa sa mga resistensya ay tumataas at ang iba pang bumababa, depende sa kung ang dalas o pagtaas o pagbaba. Ito ay ipinapakita sa graphic:

Sa pangkalahatan, ang lahat ay katulad ng nakaraang kababalaghan, ang mga kondisyon para sa paglitaw ng kasalukuyang resonansya ay ang mga sumusunod:

1. Ang dalas ng kuryente ay katulad ng resonant sa circuit.
2. Ang conductivities ng inductance at capacitance para sa alternating current ay katumbas ng BL = Bc, B = 1 / X.

Praktikal na aplikasyon

Isaalang-alang ang mga pakinabang at pinsala sa mga resonans na alon at boltahe. Ang pinakamalaking pakinabang ng hindi pangkaraniwang bagay ng resonans na dinadala sa mga kagamitan sa pagpapadala ng radyo. Sa mga simpleng salita, ang circuit ng receiver ay may isang coil at isang capacitor na konektado sa antena. Sa pamamagitan ng pagbabago ng inductance (halimbawa, paglipat ng core) o ang halaga ng capacitance (halimbawa, isang air variable capacitor) ay inaayos mo ang resonant frequency. Bilang isang resulta, ang boltahe sa coil ay tumataas at ang tumatanggap ay nakakakuha ng isang tiyak na alon ng radyo.

Ang mga hindi pangkaraniwang bagay na ito ay maaaring mapanganib sa mga de-koryenteng engineering, halimbawa, sa mga linya ng cable. Ang isang cable ay isang inductance at capacitance na ipinamamahagi kasama ang haba kung ang boltahe ay inilalapat sa isang mahabang linya sa idle mode (kapag ang pag-load ay hindi konektado sa dulo ng cable kabaligtaran sa pinagmulan ng kapangyarihan). Samakatuwid, mayroong isang panganib na ang isang pagkasira ng pagkakabukod ay magaganap, upang maiwasan ito, konektado ang isang load ballast.Gayundin, ang isang katulad na sitwasyon ay maaaring humantong sa pagkabigo ng mga elektronikong sangkap, pagsukat ng mga instrumento at iba pang mga de-koryenteng kagamitan - ito ay mapanganib na mga kahihinatnan ng hindi pangkaraniwang bagay na ito.

Konklusyon

Ang resonance ng mga boltahe at mga alon ay isang kawili-wiling kababalaghan na dapat malaman. Ito ay sinusunod lamang sa mga pang-galaw na capacitive circuit. Sa mga circuit na may malaking aktibong resistensya, hindi ito maaaring mangyari. Upang buod, maikli ang pagsagot sa mga pangunahing katanungan sa paksang ito:

1. Saan at kung aling mga kadena ang sinusunod na kababalaghan ng resonans?

Sa mga pasaklaw na capacitive circuit.

2. Ano ang mga kondisyon para sa paglitaw ng resonance ng mga alon at boltahe?

Ito ay nangyayari sa ilalim ng kondisyon ng pantay na reaksyon. Ang circuit ay dapat magkaroon ng isang minimum na aktibong pagtutol, at ang dalas ng supply ng kuryente ay nagkakasabay sa malagong dalas ng circuit.

3. Paano makahanap ng resonant frequency?

Sa parehong mga kaso, sa pamamagitan ng formula:w = (1 / LC) ^ (1/2)

4. Paano matanggal ang kababalaghan?

Sa pamamagitan ng pagtaas ng paglaban sa circuit o pagpapalit ng dalas.

Ngayon alam mo kung ano ang dagta ng mga alon at boltahe, ano ang mga kondisyon para sa paglitaw at praktikal na mga aplikasyon. Upang pagsamahin ang materyal, inirerekumenda namin ang panonood ng isang kapaki-pakinabang na video sa paksa:

Mga kaugnay na materyales:

• Ang mga dahilan para sa pagkawala ng kuryente sa mahabang distansya
• Pagsukat ng dalas ng AC
• Paano makalkula ang paglaban ng wire