Trenutna resonanca in njena uporabna uporaba v elektrotehniki

25. 3. 2019

Resonanca v fiziki je pojav, pri katerem se amplitude oscilacij sistema močno povečajo. To se zgodi s sovpadanjem lastnih in zunanjih frekvenc motenj. V mehaniki je nihalo ura primer. Podobno obnašanje je značilno za električne tokokroge, ki vključujejo elemente aktivne, induktivne in kapacitivne obremenitve. Resonanca tokov in napetosti je zelo pomembna, ta pojav je našel uporabo na področjih znanosti, kot so radijske komunikacije in industrijsko napajanje.

trenutna resonanca

Vektorji in teorija

Da bi razumeli pomen procesov, ki se pojavljajo v vezjih, vključno z induktorji, kondenzatorji in aktivnimi upori, je treba upoštevati shemo najenostavnejšega nihajnega vezja. Tako kot navaden nihalo izmenično pretvarja energijo iz potenciala v kinetično stanje, električni naboj v RCL verigi, ki se nabira v rezervoarju, teče v induktivnost. Potem se proces odvija v nasprotni smeri in vse se začne znova. V tem primeru vektorski diagram izgleda takole: tok kapacitivnega tovora je pred nami z kotom π / 2 napetostne smeri, induktivna obremenitev zaostaja za enak kot, aktivni pa v fazi. Nastali vektor ima naklon glede na absciso, označen z grško črko φ. Verižna resonanca izmenični tok nastane, ko φ = 0, cos φ = 1. Prevedeno iz jezika matematike, ta izračun pomeni, da tok, ki teče skozi vse elemente, sovpada v fazi s tokom v aktivni komponenti električnega vezja.

AC resonanca

Praktična uporaba v napajalnih sistemih

Teoretično so vsi ti izračuni razumljivi, toda kaj pomenijo za praktična vprašanja? Zelo! Vsi vemo, da se koristno delo v kateri koli shemi izvaja z aktivno komponento moči. Hkrati pa velik del porabe energije predstavljajo elektromotorji, ki so v vsakem podjetju številni in vsebujejo v svojih konstrukcijah navitja, ki so induktivne obremenitve in ustvarjajo kot φ, ki se razlikuje od nič. Da bi nastala resonanca toka, je treba kompenzirati reaktance tako, da njihova vektorska vsota postane nič. V praksi se to doseže s preklopom kondenzatorja, ki ustvarja nasprotni premik trenutnega vektorja.

tokovna in napetostna resonanca

Trenutna resonanca v radijskih sprejemnikih

Trenutna resonanca ima drugo, radijsko aplikacijo. Oscilacijsko vezje, ki je osnova vsake sprejemne naprave, je sestavljeno iz induktorja in kondenzatorja. Spreminjanje vrednosti električna kapacitivnost doseže se, da se bo signal z zahtevano nosilno frekvenco selektivno sprejel in da bodo ostale komponente vseh valov, ki jih prejme antena, vključno z interferenco, odpravljene. V praksi takšen spremenljiv kondenzator izgleda kot dva niza plošč, od katerih eden, ko se vrti, vstopi ali zapusti drugo, povečuje ali zmanjšuje kapacitivnost. To ustvari resonančne tokove in radio se nastavi na želeno frekvenco.