Условием возникновения резонанса токов является равенство индуктивной и емкостной проводимостей
. (12) Для цепи, изображенной на рис. 3: емкостная проводимость первой ветви ; индуктивная проводимость второй ветви . Подставляя эти значения проводимостей в условие резонанса токов, получим: . Отсюда видно, что резонанс токов может быть достигнут изменением параметров цепи , или изменением частоты входного напряжения . Из выражений (9) следует, что резонансу токов соответствует равенство модулей реактивных составляющих токов ветвей . Векторы этих токов находятся в противофазе, и реактивная составляющая тока неразветвленного участка цепи – . В соответствии с уравнением (8) ток неразветвленного участка цепи равен только активной составляющей: . Поэтому ток неразветвленного участка цепи имеет минимальное значение, что является признаком резонанса токов. Это же видно из закона Ома записанного через проводимости в формуле (10). При резонансе токов токи в ветвях значительно больше тока неразветвленной части цепи. Это свойство – усиление тока – является важнейшей особенностью резонанса токов. Отсюда и название этого явления. Реактивная мощность цепи при резонансе равна нулю, т.к. угол (см. рис.5, б). Активная мощность цепи равна полной мощности , а коэффициент мощности ; . (13) Особый интерес представляет цепь, состоящая из параллельно соединенных идеальной катушки, у которой активное сопротивление , и конденсатора (рис. 6, а). Условие резонанса токов такой цепи или сводится к условию резонанса напряжений . При этом, хотя в каждой из ветвей проходит ток и в неразветвленной части цепи ток , т.к. токи ветвей равны по величине и противоположны по фазе (рис. 6, б). Поэтому такой параллельный контур используется в качестве элемента электрических фильтров (фильтр-пробка) радиотехнических устройств. Рис. 6. Схема (а) и векторная диаграмма (б) цепи с параллельным соединением конденсатора и идеальной катушки Резонанс токов находит применение не только в радиотехнических устройствах. Он широко используется в промышленных электроэнергетических установках для повышения коэффициента мощности .
|