Вопрос 3. В чем заключается явление резонанса напряжений и при каких условиях оно возникает?

Ответ 3.1: В данной цепи при равенстве индуктивного и емкостного сопротивлений полное сопротивление цепи будет минимальным и чисто активным Z=R, а ток – максимальным .

Падения напряжения на индуктивном и емкостном элементах рассчитываются по закону Ома: , и т.к.величина напряжения на идеальной индуктивности U_Lравнанапряжению на емкости U_C. , но фазы напряженийU_Lи U_C противоположны (сдвинуты на 180°).

Режим работы цепи c последовательным соединением R,L,C элементов при котором и (или )называют резонансом напряжений.

Сумма комплексов напряжений Ū_Lи Ū_C равна нулю, следовательно и модуль суммы будет равен нулю. Вольтметр, измеряющий падение напряжения

(модуль комплекса напряжения) на участке цепи с идеальной индуктивностью и емкостью, покажет значение =0. При этом ток и напряжение_ВХ совпадает по фазе (коэффициент мощности ,φ₀ =0). Активная мощность имеет наибольшее значение, равное полной мощностиS, в то время как реактивная мощность цепи оказывается равной нулю: .

При резонансе напряжения на емкости и на индуктивности могут значительно превышать подводимое напряжение U, если изначительно превышают R:

, .

Физическая причина возникновения повышенных напряжений – это колебания значительной энергии, запасаемой попеременно в электрическом поле емкостного и магнитном поле индуктивного элементов. При резонансе напряжений малые количества энергии, поступающей от источника и компенсирующие потери энергии в активном элементе – сопротивлении R, достаточны для поддержания незатухающих колебаний в системе относительно больших количеств энергии электрического и магнитного полей.

Причем в любой момент времени суммарная энергия электрического и магнитного полей остается постоянной.

Резонанс напряжений в промышленных электрических установках нежелательное и опасное явление, так как оно может привести к аварии вследствие недопустимого перегрева отдельных элементов электрической цепи или пробою изоляции.

**) Для мощных двигателей отношение сопротивлений обмоток X_L/R на промышленной частоте составляет несколько десятков. Напряжение питания двигателей обычно <380В. Поэтому в случае резонанса, напряжение на обмотке U_L превысит напряжение питания в деcятки раз (U_L>>3800В).

В тоже время резонанс напряжений в электрических цепях переменного тока широко используется в радиотехнике в различных приборах и устройствах, основанных на резонансных явлениях.

Вопрос 4. Изменением каких параметров электрической цепи (см. Рис.1) можно получить резонанс напряжений ?

Ответ 4: При резонансе напряжений выравниваются реактивные сопротивления Х_L=X_C.

Т.к. Х_L=ω·L , а X_C=1/ωС , то равенства сопротивлений можно добиться тремя способами:

1. при постоянных ω и L изменяя величину емкости С;

2. при постоянных ω и С изменяя величину индуктивности L;

3. при постоянных L и С изменяя частоту ω. При резонансе .

Вопрос 5. С помощью каких приборов и по какому признаку можно судить о возникновении резонанса напряжений в электрической цепи?

Ответ 5: 1) В данной лабораторной установке опыты проводятся при постоянных величинах ω и L. По мере увеличения емкости от минимального до резонансного значения С₀=1/ωX_L, полное сопротивление цепи будет уменьшаться, при этом ток в цепи согласно формуле для тока будет расти. При резонансе он достигнет максимального значения .

Вывод 1

1: Амперметр покажет максимальное значение тока.

2) Т.к. U_L

=I·X_L, топадение напряжения на индуктивности U_L будет расти пропорционально росту тока. При резонансе напряжений, это напряжение будет максимальным. Однако вольтметр PV_К измеряет, согласно схеме замещения, падение напряжения на участке цепи из 2-х последовательно соединенных элементов: сопротивлений катушки R и индуктивности Х_L. Падение напряжения на сопротивлении Rравно U_R= I·R=U_вх, следовательнопри резонансе это напряжение также будет максимальным.

Вывод 2:

1)Вольтметр PV_К также покажет максимальное значение

2)Падение напряжения на емкости С, измеряемое вольтметром PV_C, равно: .

Т.к . ток в цепи один , а величины сопротивлений Х_L, X_C при резонансе одинаковы, то и напряжения одинаковы U_L =U_С. При этом U_{вх =} U_R. При резонансе =.Следовательно показания вольтметров PV_К и PV_Cбудут разными. Очевидно, что U_К > U_C.

Вывод 3: при резонансе показания вольтметра PV_К больше показания вольтметра PV

C .

4) Ваттметр PW измеряет активную мощность потребляемую цепью. Т.к. при резонансе ток максимальный, а активная мощность Р = I²·R, то и мощность P будет максимальной.

Вывод 4: Ваттметр покажет максимальное значение Р_макс = I₀²·R= U²_вх / R.

Резонанс напряжений, условие возникновения — Ремонт220

Статьи

Автор Фома Бахтин На чтение 3 мин. Просмотров 11.3k. Опубликовано 10 марта Обновлено 19 ноября

Явление резонанса электрических напряжений наблюдается в цепи последовательного колебательного контура, состоящего из емкости (конденсатора), индуктивности и резистора (сопротивления). Для обеспечения энергетической подпитки колебательного контура в последовательную цепь включается также источник электродвижущей силы Е. Источник вырабатывает переменное напряжение с частотой W. При резонансе ток, циркулирующий в последовательной цепи, должен совпадать по фазе с э.

д.с. Е. Это обеспечивается, если общее сопротивление схемы Z = R+J(WL – 1/WС) будет лишь активным, т.е. Z=R. Равенство:

(L – 1/WС) = 0 (1),

является математическим условием резонанса в колебательном контуре. При этом величина тока в цепи составит I = E/R. Если преобразовать равенство (1), то получим:

WL = 1/WС.

В этом выражении W — является резонансной частотой контура.

Важно то, что в процессе резонанса напряжение на индуктивности равно напряжению на конденсаторе и составляет:

UL = U = WL * I = WLE/R

Общая сумма энергий в индуктивности и емкости (магнитного и электрического полей) постоянна. Это объясняется тем, что между этими полями происходит колебательный обмен энергиями. Суммарное ее количество в любой момент неизменно. При этом обмена энергией между ее источником Е и цепью не происходит. Вместо этого имеет место непрерывное преобразование одного вида энергии в другой.

Для колебательных контуров применятся термин добротность, которая показывает, как соотносятся напряжение на реактивном элемента (емкость или индуктивность) и входное напряжение контура.

Добротность вычисляется по формуле:

Q = WL/R

Для идеальной последовательной цепи с нулевым активным сопротивлением возникновение резонанса сопровождается незатухающими колебаниями. На практике затухание колебаний компенсируется подпиткой контура от генератора колебаний с частотой резонанса.

Содержание

1. Применение резонанса напряжений
2. Механизм возникновения электрического тока
3. Схема удивительного генератора СВЧ полей на разряднике Вина уникальное, в своём роде устройство
4. 83046 Нагревание проводников электрическим током

Применение резонанса напряжений

Явление колебательного резонанса широко используется в радиоэлектронике. В частности, входная цепь любого радиоприемника представляет собой регулируемый колебательный контур. Его резонансная частота, изменяемая с помощью регулировки емкости конденсатора, совпадает с частотой сигнала радиостанции, которую необходимо принять.

В электроэнергетике возникновение резонанса напряжений вследствие сопутствующих ему перенапряжений чревато нежелательными последствиями. Например, в случае подключения к генератору или промежуточному трансформатору длинной кабельной линии (являющейся колебательным контуром с распределенной емкостью и индуктивностью), не соединенной на приемном конце с нагрузкой (это называется режимом холостого хода), весь контур может оказаться в резонансом состоянии. В такой ситуации напряжения, возникающие на некоторых участках цепи, могут оказаться выше расчетных. Это может грозить пробоем изоляции кабеля и выходом его из строя. Такая ситуация предотвращается применением вспомогательной нагрузки.

Механизм возникновения электрического тока

---

Схема удивительного генератора СВЧ полей на разряднике Вина уникальное, в своём роде устройство

---

83046 Нагревание проводников электрическим током

---

Оцените автора

электрических цепей — Условия резонанса

спросил 6 лет, 2 месяца назад

Изменено 6 лет, 2 месяца назад

Просмотрено 2к раз

$\begingroup$

В моих курсах физики мы сейчас в основном рассматриваем колебания в экспоненциальной форме. Когда мы имели дело с колебательными контурами, лектор сказал, что резонанс достигается, когда мнимая часть импеданса равна нулю, т.е. когда ток и напряжение в цепи совпадают по фазе. Однако я помню из нашего курса механических колебаний, что движущая сила и смещение были не в фазе при резонансе. Почему механико-электрическая аналогия здесь не работает?

• электрические цепи
• генераторы

$\endgroup$

0

$\begingroup$

Вы описываете два разных типа резонансов.

В механическом случае обычно наиболее удобно измерять смещение и, следовательно, амплитуду как функцию частоты.
На частотах, далеких от резонанса, смещение драйвера и смещение ведомой системы примерно совпадают по фазе.
При увеличении частоты драйвера ведомая система начинает отставать и в резонансе ведомая система отстает от драйвера на $\frac\pi 2$.
На еще более высоких частотах отставание по фазе ведомой системы относительно драйвера стремится к $\pi$.

В электрическом случае для последовательной цепи LCR ток измеряется как функция частоты.
В такой системе на низких частотах напряжение опережает ток на $\frac\pi 2$.
По мере увеличения частоты отставание по току уменьшается до нуля при резонансе тока, а затем стремится к напряжению, опережающему ток на $\frac\pi 2$ на частотах, значительно превышающих резонансную частоту.

Механическим аналогом электрического тока является скорость, а заряда — смещение. Скорость (ток) опережает смещение (заряд) на $\frac\pi 2$, и это является причиной разницы в фазе при резонансе амплитуды для механического случая и резонанса тока (скорости) для электрического случая.

$\endgroup$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

9(

Вопрос

Обновлено: 13/06/2023

CENGAGE PHYSICS АНГЛИЙСКИЙ-ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК-Упражнения Несколько правильных

5 видео

РЕКЛАМА

লি খিত জবাব

A

при частоте = 900 Гц, тогда ток через напряжение источник будет впереди ЭДС источника

B

полное сопротивление цепи минимально при f=1000Hz

C

только при резонансе напряжения на L и C отличаются по фазе на 180∘

D

если значение C удвоено, резонанс возникает при f=2000Hz.

Ответ

Правильный ответ A,B

Решение

(f=900Hz)<(fres=1000Hz),so(XC)>(XL), цепь становится емкостной и ток опережает эдс.
При сопротивлении полное сопротивление минимально.
Не только при резонансе, но и при всех условиях напряжение на L и C отличается по фазам на 180∘ при последовательном соединении.

Стенограмма

привет друзья в этом вопросе нам дан резонанс возникает в LCR контуре когда частота подаваемого 10000 поэтому мы должны проверить вариант который возникает в LCR контуре при условии что ячейка равна X все мы можем сказать, что Excel минус 3 равно нулю, а Omega задается корнем под LC, и значение f равно 1 при 2 500 маршрутах LC, также мы знаем, что импеданс любой цепи представлен

суперсу корень из квадрата минус х квадрат при условии Леснара квадратные элементы становятся нулем, мы можем сказать, что это минимум при условии национального и это равно теперь письму друга и заключается в проблеме, используя давление друзей, дайте нам знать треугольник импеданса, так что здесь год — это банк оси возле звезды, так что они равны 90 градусам, что в соответствии с действием Национального фонда равно 80 дням. оптовик становится незначительным, и

направление воздуха в это время сопротивление цепи и что равно теперь друзьям гнезду и резонансной частоте, а также мы знаем, что действие задается X равно 2 видам L и T равно тому, что равно 1 при 2 x моря отсюда ясно, что фактическое прямо пропорциональна иметь рентген прямо пропорциональна 1, если частота снижается от фактической, уменьшается Excel уменьшается и увеличивается

так как мы можем сказать, что цепь становится емкостной по своей природе емкостной по своей природе статус емкостной мы можем сохранить в конденсаторе емкостная цепь ток опережает напряжение под углом, поэтому мы можем сказать, что цепь становится емкостной ток напряжение и если больше мы можем сказать, что цепь становится индуктивной больше, чем цепь источника питания, чтобы получить индуктивное напряжение, встречающееся с перегрузкой по току, желаемый ток озера, теперь давайте проверим

, покажите в опциях здесь данный вариант, когда нам дано, когда частота равна 900 Гц ток через источник напряжения будет вашей головкой источника переменного тока Ekta частота 100 Гц частота, поэтому мы можем сказать, что цепь становится емкостным током, чтобы щелкнуть здесь для тока, импеданс цепи равен 200 2009 f = 2004 условие мастерства, а также знать, что при условии государственной важности минимальной и равной

180 град. что напряжения и она всегда имеет разность фаз 180 град. 2 вариант 3 упоминается только поэтому это сильный вариант в вариант, учитывая, что если значение C является беспокойным резонансом при резонансе, происходит в 2008 году время показа равно 1,2, поэтому и Excel равен тому, сколько раз мы знаем, что X равен excel

эта америка равняться 1 при корень под два раза лк ибо это от прикорня под 21 до 25 корень под лк тоже друг по частоте был ф равен 1 при 2 5 корень под айси и который был дан подождите тысячу больно, так что установка значения новой частоты оказывается порно-дорогой 2008 года, к которой мы можем видеть здесь, что вы считаете, что она становится 2000-й верхней Chandi, которая является опцией пут, также находится в финале опции, чтобы добавить правильный спасибо

Пошаговое решение от экспертов, которое поможет вам в разрешении сомнений и получении отличных оценок на экзаменах.

Ab Padhai каро бина объявления ке

Khareedo DN Pro и дехо сари видео бина киси объявление ки rukaavat ке!

---

সংশ্লিষ্ট ভিডিও

• Резонанс возникает в последовательной цепи LCR, когда частота приложенной ЭДС 1000 Гц.

  11314904

• Переменная ЭДС с частотой (1)/(2pi sqrt(LC)) приложена к последовательной цепи LCR. Для этой частоты приложенного ЭДС

  14528702

• На резонансной частоте импеданс в последовательной цепи LCR равен

  30559373

• В последовательной цепи LCR
  

  96606000

9 0015

В последовательной цепи LCR на резонансной частоте.

121562244

• В LCR. последовательной цепи резонансную частоту можно уменьшить на —

  268003030

• Резонанс возникает в последовательном LCR. Цепь когда:

  415578541

  Text Solution

• На резонансной частоте импеданс в последовательной цепи LCR равен

  642750265

• На резонансной частоте амплитуда тока в последовательной цепи LCR составляет

  642750267

• Для уменьшения резонансной частоты в Последовательная схема LCR с генератором

  642750325

• Для уменьшения резонансной частоты в последовательной схеме LCR с генератором

  642809639

• В последовательном контуре LCR, на резонансной частоте:

  643091768

  Текст Решение

• Резонансная частота контура LCR возникает на частоте равной 9000 5

  643139234

• Для уменьшения резонансного частота в последовательном контуре LCR с генератором

  643195573

• Укажите факторы, от которых зависит резонансная частота последовательного контура LCR.