L. 371. «Електротехніка» Аксютін В.А.
Резонанс в ланцюзі
Електричні ланцюги, в яких можуть відбуватися періодичні зміни струмів, зарядів, напруг, потужностей, називаються коливальними.
Вимушеними коливаннями в ланцюзі називають гармонійні зміни струмів, зарядів, напруг і потужностей, які відбуваються під впливом зовнішніх джерел енергії і мають з частоту джерела.
Якщо з ланцюга виникають періодичні зміни струмів, зарядів, напруг, потужностей без зовнішніх джерел (наприклад, розряд зарядженого конденсатора через індуктивність), то такі коливання в ланцюзі називаються вільними і відбувається з частотою власних або вільних коливань.
Нехай складна лінійна ланцюг (рис. 1), що містить елементи R, L і C, підключена до джерела синусоїдальної напруги:
Тоді в ланцюзі створяться вимушені коливання напруги і струмів, які будуть змінюватися з однаковою частотою w за синусоїдальним законом - наприклад, вхідний струм:
У ланцюзі рис. 1 при зміні частоти - w або параметрів L і C може виникати режим, при якому інтенсивність коливань напруг і струмів стає максимальною, такий процес вимушених коливань в ланцюзі з частотою - w називається резонансом.
Характеризувати інтенсивність коливань струму або напруги в ланцюзі можна за різними критеріями. Якщо за критерій резонансу задати максимум значення напруги на конденсаторі або струму в індуктивності, то такий вид резонансу називають амплітудним. Якщо в якості критерію прийняти збіг по фазі гармонійної напруги і струму на вхідних затискачах або на ділянці ланцюга, що містить індуктивності і ємності (yu - yi = 0) то такий вид резонансу називають фазовим.
Частоти, при яких спостерігається фазовий або амплітудний резонанси, не завжди збігаються з частотою власних коливань.
Дослідження явища резонансу розглянемо на прикладі фазового резонансу.
Розрізняють два види фазового резонансу. Перший - резонанс напруг, що виникає в ланцюзі, що складається із сполучених послідовно елементів R, L і C (послідовний коливальний контур, рис. 2). Другий - резонанс струмів, що виникає в ланцюзі з паралельним з'єднанням двох гілок, що складаються з R, L і R, C (паралельний коливальний контур, рис 3).