Seriy RLC shemyasidagi rezonans
Ko'rib chiqaylik RLC shema, bu yerda rezistor, induktor va kondensator seriya ulanishda biror bir voltage manbasi bilan ulangan. Bu seriya RLC shema aniq frekvenda, ya'ni rezonans frekvendasi da harakat qiladi.
Bu induktor va kondensatorli shemada, energiya ikki turda saqlanadi.
Agar elektr toki induktor orqali o'tsa, energiya magnit maydonida saqlanadi.
Agar kondensator zaryadlanadi, energiya statik elektr maydonida saqlanadi.
Induktorning magnit maydoni sharjdan olib ketilayotgan kondensator tomonidan taqdim etiladigan aralashlik orqali yaratiladi. O'xshash holda, kondensator induktorning yiqilayotgan magnit maydoni tomonidan yaratiladigan aralashlik orqali zaryadlanadi va bu jarayon davra-davra davom etadi, elektr energiyasini magnit maydon va elektr maydon orasida osillatsiya qilishga sabab bo'ladi. Ba'zi holatlarda, rezonans chastotalari deb atalgan belgilangan chastota bo'lganda, elektr tarmog'ining induktiv reaktivlik kapasitiv reaktivlikka teng bo'lib, elektr energiyasi kondensatorning elektr maydoni va induktorning magnit maydoni orasida osillatsiya qiladi. Bu jarayon elektr aralashligi uchun garmonik osillatsiya qiluvchini yaratadi. RLC tarmog'idagi direktoratning mavjudligi ushbu osillatsiyalarni vaqt oralig'ida yopishga olib kelyapti va bu jarayon direktoratning demping efektiga aytiladi.
Chastota bilan indiktiv reaktivlik va kapasitiv reaktivlikning o'zgarishi
Chastota bo'yicha indiktiv reaktivlikning o'zgarishi
Biz indiktiv reaktivlik XL = 2πfL formulasi orqali, indiktiv reaktivlik chastotalarga (XL va prop ƒ) nisbatan proporsional ekanligini bilamiz. Chastota nol bo'lganda yoki DC holatda, indiktiv reaktivlik ham nol bo'lib, tarmoq qisqa tarmoq kabi ishlaydi; lekin chastota o'sishda, indiktiv reaktivlik ham o'sadi. Cheksiz chastota bo'lganda, indiktiv reaktivlik cheksiz bo'lib, tarmoq ochiq tarmoq kabi ishlaydi. Bu, chastota o'sishda indiktiv reaktivlik ham o'sadi, chastota pasayishda indiktiv reaktivlik ham pasayadi degan ma'noda. Shunday qilib, agar biz indiktiv reaktivlik va chastota orasidagi grafikni chizsa, bu grafik asosiy chiziq orqali o'tadigan to'g'ri chiziqli grafik bo'ladi, shu yerda ko'rsatilgandek.
Chastota bo'yicha kapasitiv reaktivlikning o'zgarishi
Kapasitiv reaktivlik XC = 1 / 2πfC formulasi orqali, chastota va kapasitiv reaktivlik bir-biriga teskari proporsional ekanligi aniq. DC holatda yoki chastota nol bo'lganda, kapasitiv reaktivlik cheksiz bo'lib, tarmoq ochiq tarmoq kabi ishlaydi va chastota o'sishda va cheksiz bo'lganda, kapasitiv reaktivlik kamayib, cheksiz chastota bo'lganda nolga erishadi, shu paytda tarmoq qisqa tarmoq kabi ishlaydi. Shunday qilib, chastota pasayishda kapasitiv reaktivlik o'sadi va agar biz kapasitiv reaktivlik va chastota orasidagi grafikni chizsa, bu grafik hiperbolik grafik bo'ladi, shu yerda ko'rsatilgandek.
Induktiv reaktivlik va kapasitiv reaktivlik chastotaga nisbatan
Yuqoridagi muhokamadan, induktiv reaktivlik chastota bilan o'xshash, kapasitiv reaktivlik esa chastotaga teskari o'xshash ekanligi kelib chiqadi, ya'ni past chastotalarda XL past bo'lib, XC yuqori bo'ladi, lekin bu ikki reaktivlikning qiymati teng bo'lgan biror chastota bo'lishi kerak. Agar endi biz induktiv reaktivlik va chastotaga nisbatan kapasitiv reaktivlik uchun bitta grafik chizishsa, bu ikki grafik kesishadigan bir nuqta bo'lishi kerak. Kesishish nuqtasida, induktiv va kapasitiv reaktivliklar teng bo'ladi va bu ikki reaktivlik teng bo'lgan chastota, fr, rezonans chastotasiga aytiladi.
Rezonans chastotasida, XL = XC
Rezonansda f = fr va yuqorida keltirilgan tenglamani yechsak,
Impedans chastotaga nisbatan o'zgarishi
Seriya RLC shematikasidagi rezonansda, ikki reaktivlik teng bo'lib, bir-birini bekor qiladi. Demak, rezonansli seriya RLC shematikasida, arus o'tishga qarshi kurashish faqat omongacha hisoblanadi. Rezonansda, seriya RLC shematikasining umumiy impedansi omonga teng bo'ladi, ya'ni Z = R, impedans faqat haqiqiy qismga ega, amalda mavjud bo'lmaydi va bu rezonans chastotasidagi impedans dinamik impedans deb ataladi va bu dinamik impedans seriya RLC shematikasining impedansidan kamdir. Seriya rezonansdan oldin, ya'ni chastota, fr dan oldin kapasitiv reaktivlik egemoniya qiladi, rezonansdan keyin induktiv reaktivlik egemoniya qiladi va rezonansda shematika faqat omonga mos keladi, shuning uchun shematikada katta miqdorda arus aylanadi.
Rezonans arusi
Seriy RLC shemada, umumiy elektr kuchlanishi rezistor, induktor va kondensator orqali o'tkaziladigan elektr kuchlanishining fazor yig'indisidir. seriy RLC shemada rezonans holatida, induktiv reaktivlik va kapasitiv reaktivlik bir-birini bekor qiladi va biz bilamizki, seriy shemada, barcha elementlardan o'tkaziladigan tok bir xil bo'lib, shuning uchun induktor va kondensator orqali o'tkaziladigan elektr kuchlanishi qiymatda teng, lekin yo'nalishda qarama-qarshi bo'lib, shunday qilib ular bir-birini bekor qiladi. Demak, seriy rezonans shemasida, rezistor orqali o'tkaziladigan elektr kuchlanishi ta'minot elektro kuchlaniga teng, ya'ni V = Vr.
Seriy RLC shemada tok, I = V / Z, lekin rezonansda tok I = V / R, shuning uchun rezonans chastotasida tok maksimal bo'ladi, chunki rezonansda shema impedansi faqat shematik qarshilik hisoblanadi va bu minimal bo'ladi.
Yuqorida berilgan chizma shema tok va chastotalar o'rtasidagi bog'lanishni ko'rsatadi. Boshlang'ichda, chastota o'sayotganda, Zc kamayadi va shunday qilib shema toki o'sadi. Bir ozdan keyin chastota rezonans chastotasiga teng bo'lganda, induktiv reaktivlik kapasitiv reaktivlikka teng bo'lib, shema impedansi kamayib, shematik qarshilikka teng bo'ladi. Shunday qilib, bu nuqtada, shema toki maksimal bo'ladi I = V / R. Endi agar chastota yanada o'sayotgan bo'lsa, ZL o'sadi va ZL o'sishi bilan, shema toki kamayadi va nihoyatda chastota cheksiz bo'lganda tok nolga yetib boradi.
Rezonansda quvvat faktori
Rezonansda, induktiv reaktivlik kapasitiv reaktivlikka teng bo'lib, shuning uchun induktor va kondensator orqali o'tkaziladigan elektr kuchlanishi bir-birini bekor qiladi. Shema umumiy impedansi faqat shematik qarshilik hisoblanadi. Shunday qilib, shema saf shematik shemaga o'xshaydi va biz bilamizki, saf shematik shemada, elektr kuchlanishi va shema toki bir xil fazada bo'lib, ya'ni Vr, V va I bir xil fazada. Shunday qilib, elektr kuchlanishi va tok o'rtasidagi fazaviy burchak nol bo'lib, quvvat faktori birligacha bo'lib turadi.
Seriy RLC rezonans shemasining qo'llanishi
Shundiqqa, seriy RLC shemada rezonans aniq chastotada sodir bo'lishi sababli, u filtratsiya va sovutish maqsadlarida ishlatiladi, chunki u keraksiz osillyatsiyalarni o'tkazmaydi, bunda signal tortib o'tkazish, shum va shemaning zararini oldirish mumkin.
Xulosa
Seriy RLC shemada, rezonans chastotasida quyidagi nuqtalarni esda tuting. Shunday qilib, rezonansda:
Induktiv reaktivlik XL kondensator reaktivligi XCga teng.
Shema umum impedansiyi minimumga yetadi, bu R ga teng, ya'ni Z = R.
Shema impedansiyi kamayganda shema oqimi maksimumga yetadi, I = V / R.
Induktor va kondensator ustidagi elektr kuchlari bir-birini bekor qiladi, shuning uchun rezistor ustidagi elektr kuchi Vr = V, ta'minot elektr kuchi.
Umumiy reaktivlik nol bo'lganligi sababli, shema butunlay rezistiv shemaga aylanadi va shuning uchun elektr kuchi va tok bir xil fazada, ular orasidagi fazaviy burchak nol.
Kuch faktori birligacha yetadi.
Seriyadagi RLC shemasida rezonans yuz beradigan chastota quyidagicha beriladi
Ishonchnoma: Asl matnani hursand qiling, yaxshi maqolalar ulashishga layiq, agar huquqlar buzilsa, o'chirib tashlash uchun bog'laning.
