Резонанс напряжений это: Резонанс напряжений | это… Что такое Резонанс напряжений? — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Резонанс напряжений | это… Что такое Резонанс напряжений?

Резонанс напряжений — резонанс, происходящий в последовательном колебательном контуре при его подключении к источнику напряжения, частота которого совпадает с собственной частотой контура.

Содержание

1 Описание явления
2 Замечания
3 Применение
4 См. также
5 Литература
6 Ссылки

Описание явления

Пусть имеется колебательный контур с частотой собственных колебаний f, и пусть внутри него работает генератор переменного тока такой же частоты f.

В начальный момент конденсатор контура разряжен, генератор не работает. После включения напряжение на генераторе начинает возрастать, заряжая конденсатор. Катушка в первое мгновение не пропускает ток из-за ЭДС самоиндукции. Напряжение на генераторе достигает максимума, заряжая до такого же напряжения конденсатор.

Далее: конденсатор начинает разряжаться на катушку. Напряжение на нем падает с такой же скоростью, с какой уменьшается напряжение на генераторе.

Далее: конденсатор разряжен до нуля, вся энергия электрического поля, имевшаяся в конденсаторе, перешла в энергию магнитного поля катушки. На клеммах генератора в этот момент напряжение нулевое.

Далее: так как магнитное поле не может существовать стационарно, оно начинает уменьшаться, пересекая витки катушки в обратном направлении. На выводах катушки появляется ЭДС индукции, которое начинает перезаряжать конденсатор. В цепи колебательного контура течет ток, только уже противоположно току заряда, так как витки пересекаются полем в обратном направлении. Обкладки конденсатора перезаряжаются зарядами, противоположными первоначальным. Одновременно растет напряжение на генераторе противоположного знака, причем с той же скоростью, с какой катушка заряжает конденсатор.)

Далее: катушка перезарядила конденсатор до максимального напряжения. Напряжение на генераторе к этому моменту тоже достигло максимального.

Возникла следующая ситуация. Конденсатор и генератор соединены последовательно и на обоих напряжение, равное напряжению генератора. При последовательном соединении источников питания их напряжения складываются.

Следовательно, в следующем полупериоде на катушку пойдет удвоенное напряжение (и от генератора, и от конденсатора), и колебания в контуре будут происходить при удвоенном напряжении на катушке.

В контурах с низкой добротностью напряжение на катушке будет ниже удвоенного, так как часть энергии будет рассеиваться (на излучение, на нагрев) и энергия конденсатора не перейдет полностью в энергию катушки). Соединены как бы последовательно генератор и часть конденсатора.

Замечания

Колебательный контур, работающий в режиме резонанса напряжений, не является усилителем мощности. Повышенные напряжения, возникающие на его элементах, возникают за счет заряда конденсатора в первую четверть периода после включения и исчезают при отборе от контура большой мощности.

Явление резонанса напряжений необходимо учитывать при разработке аппаратуры. Повышенное напряжение может повредить не рассчитаные на него элементы.

Применение

При совпадении частоты генератора и собственных колебаний контура на катушке появляется напряжение, более высокое, чем на клеммах генератора. Это можно использовать в удвоителях напряжений, работающих на высокоомную нагрузку, или полосовых фильтрах, реагирующих на определенную частоту.

См. также

Резонанс токов

Колебательный контур

Литература

Власов В. Ф. Курс радиотехники. М.: Госэнергоиздат, 1962. С. 52.
Изюмов Н. М., Линде Д. П. Основы радиотехники. М.: Госэнергоиздат, 1959. С. 512.

Ссылки

Резонанс напряжений

Circuits. A/C Circuits. Series Resonance
Резонанс напряжений (видеоролик с демонстрацией опыта)

Резонанс напряжений и условия его возникновения

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.

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.

Эмпатический, физиологический резонанс стресса

. 2012;7(2):191-201.

дои: 10. 1080/17470919.2011.588723. Epub 2011 21 июля.

Тони В. Бьюкенен

1 , Сара Л. Бэгли, Р. Брент Стэнсфилд, Стефани Д. Престон

принадлежность

¹ Факультет психологии, Сент-Луисский университет, Сент-Луис, Миссури, США. [email protected]

PMID: 21777106
DOI: 10.1080/17470919.2011.588723

Тони В. Бьюкенен и др. Соц Неврологии. 2012.

. 2012;7(2):191-201.

дои: 10. 1080/17470919.2011.588723. Epub 2011 21 июля.

Авторы

Тони В. Бьюкенен ¹ , Сара Л. Бэгли, Р. Брент Стэнсфилд, Стефани Д. Престон

принадлежность

¹ Факультет психологии, Университет Сент-Луиса, Сент-Луис, Миссури, США. [email protected]

PMID: 21777106
DOI: 10.1080/17470919.2011.588723

Абстрактный

Физиологический резонанс между людьми считается фундаментальным для биологической способности к эмпатии. Наблюдающие за болью и дистрессом обычно демонстрируют усиление сообщаемого дистресса, вегетативного возбуждения, мимики лица и перекрывающейся нервной активности.

Важный, неизученный вопрос заключается в том, может ли физиологический стресс также резонировать. Физиологический стресс проявляется в виде активации гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной (ГГН) и симпато-адреномедуллярной (САМ) систем. Люди часто сообщают об аверсивном состоянии, вызванном стрессом другого, но это может быть передано через резонирующее возбуждение или дистресс без активации физиологической реакции на стресс. Физиологический стресс особенно важен для изучения, поскольку он обычно протекает хронически с известными негативными последствиями для здоровья. Слюнный кортизол и слюнная альфа-амилаза (sAA) измерялись как у говорящих, так и у наблюдателей во время модифицированного трирского социального стресс-теста (TSST) для оценки активации осей HPA и SAM (соответственно). Реакции кортизола (но не сАА) находили отклик между говорящими и наблюдателями. Реакция кортизола у наблюдателей увеличивалась с эмпатией и не была связана с субъективным страхом или дистрессом говорящего.

Это исследование представляет собой новый метод изучения физиологического резонанса и указывает на то, что мы действительно можем уловить физиологический стресс другого человека, предполагая определенный риск для здоровья тех, кто находится в социальной сети подверженных стрессу людей.

Цитируется

Острая тревожность во время пандемии COVID-19 была связана с более высоким уровнем повседневного альтруизма.
Виейра Дж.Б., Пьерчайло С., Джангард С., Марш А.А., Олссон А. Виейра Дж. Б. и соавт. Научный представитель 2022 3 ноября; 12 (1): 18619. doi: 10.1038/s41598-022-23415-2. Научный представитель 2022. PMID: 36329157 Бесплатная статья ЧВК.
Социальная сеть и поведенческая синхронность влияют на реакцию материнского и младенческого кортизола.
Томпсон Л.А., Уайт Б. Томпсон Л.А. и соавт. J Hum Behav Soc Environ. 2022;32(5):574-590. дои: 10.1080/10911359.2021.1931618. Epub 2021 2 июня. J Hum Behav Soc Environ. 2022. PMID: 35757570
Мета-анализ реакции кортизола слюны в тесте социального стресса Триера для оценки влияния тем речи, пола и размера выборки.
Гу Х, Ма Х, Чжао Дж, Лю С. Гу Х и др. Сост. психонейроэндокринол. 2022 10 фев; 10:100125. doi: 10.1016/j.cpnec. 2022.100125. Электронная коллекция 2022 май. Сост. психонейроэндокринол. 2022. PMID: 35755200 Бесплатная статья ЧВК.
Ритмическое напряжение скелетных мышц увеличивает вариабельность сердечного ритма при 1 и 6 сокращениях в минуту.
Шаффер Ф., Мосс Д., Михан З.М. Шаффер Ф. и др. Приложение «Психофизиология биологической обратной связи». 2022 сен;47(3):183-192. doi: 10.1007/s10484-022-09541-7. Epub 2022 8 марта. Приложение «Психофизиология биологической обратной связи». 2022. PMID: 35258750 Клиническое испытание.
Поведенческие, нейрохимические и нейроиммунные изменения, связанные с социальной буферизацией и заражением стрессом.
Чун Э.К., Донован М., Лю Ю., Ван З. Чун Э.К. и др. Нейробиол стресс. 2022 4 января; 16:100427. doi: 10.1016/j.ynstr.2022.100427. Электронная коллекция 2022 янв. Нейробиол стресс. 2022. PMID: 35036478 Бесплатная статья ЧВК.