Aktuální rezonance a její užitečné využití v elektrotechnice

Rezonance ve fyzice je fenomén, v němž se prudce zvyšují amplitudy kmitů systému. To se děje se shodou vlastních a vnějších perturbujících frekvencí. V mechanice je příkladem kyvadlo hodin. Podobné chování je typické pro elektrické obvody, které obsahují prvky aktivní, induktivní a kapacitní zátěže. Rezonance proudů a napětí je velmi důležitá, tento jev našel uplatnění v oblastech vědy jako rádiové komunikace a průmyslové napájení.

Vektory a teorie

Chcete-li pochopit význam procesů, které se vyskytují v obvodech, včetně induktorů, kondenzátorů a aktivních odporů, měli byste zvážit schéma nejjednoduššího oscilačního obvodu. Stejně jako běžné kyvadlo střídavě transformuje energii z potenciálu na kinetický stav, elektrický náboj v řetězci RCL, který se hromadí v nádrži, proudí do indukčnosti. Poté se proces uskutečňuje v opačném směru a vše začíná znovu. V tomto případě vektorový diagram vypadá takto: proud kapativní zátěže předchází úhel π / 2 směr napětí, induktivní zatížení zaostává za stejným úhlem a aktivní se shoduje ve fázi. Výsledný vektor má sklon vzhledem k úsečce, označené řeckým písmem φ. Řetězová rezonance ac proud nastane, když φ = 0, respektive cos φ = 1. Tento výpočet se přenáší z jazyka matematiky a znamená, že proud procházející všemi prvky se shoduje ve fázi s proudem v aktivní součásti elektrického obvodu.

Praktická aplikace v napájecích systémech

Teoreticky jsou všechny tyto výpočty srozumitelné, ale co to znamená pro praktické otázky? Hodně! Každý ví, že užitečná práce v jakémkoli schématu je prováděna aktivní součástí moci. Současně je velká část spotřeby energie účtována elektromotory, které jsou v každém podniku mnoho a ve svých konstrukčních vinutích obsahují induktivní zátěže a vytvářejí úhel φ, který se liší od nuly. Aby se objevila současná rezonance, je nutné kompenzovat reaktanci tak, aby jejich vektorová součet byl nulový. V praxi to je dosaženo zapnutím kondenzátoru, což vytváří opačný posun aktuálního vektoru.

Aktuální rezonance v rádiových přijímačích

Aktuální rezonance má další rádiovou aplikaci. Oscilační obvod, který tvoří základ každého přijímacího zařízení, sestává z induktoru a kondenzátoru. Změna hodnoty elektrická kapacita může být dosaženo, že signál s požadovanou nosnou frekvencí bude selektivně přijat a ostatní ostatní vlnové komponenty přijaté na anténě, včetně rušení, budou potlačeny. V praxi vypadá takový proměnný kondenzátor jako dvě sady desek, z nichž jedna při otáčení vstoupí nebo opouští druhou, což zvyšuje nebo snižuje kapacitu. Tím vytvoříte rezonanční proudy a rádio je naladěno na požadovanou frekvenci.