Резонанс напряжений, условие возникновения — Ремонт220

Статьи

Автор Фома Бахтин На чтение 3 мин. Просмотров 10.8k. 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

Явление резонансов напряжений и токов в электроцепях и условия их возникновения

Содержание

• 1 Резонанс токов
• 2 Резонанс напряжений
• 3 Видео

Любая электрическая цепь, содержащая элементы со свойствами индуктивности и ёмкости, может являться разновидностью колебательного контура – системы, в которой обязательно возникают незатухающие (в идеальном случае) колебания электроэнергии на частоте собственного резонанса. Определяют резонансную частоту параметры ёмкости – С и индуктивности – L. В общем случае, частота (F) описывается формулой:

Простейший контур

При подключении заряженного конденсатора к выводам катушки в последней возникает электродвижущая сила самоиндукции, начальный ток которой равен и противоположен по направлению току разряда. В течение разряда в катушке накапливается магнитная энергия, достигающая максимального значения, когда конденсатор полностью разряжается. Емкостное сопротивление при этом минимально, и катушка индуктивности накопленную энергию передаёт в конденсатор, далее начинается заряд напряжением противоположной полярности до момента полного преобразования магнитной энергии в ёмкость и последующей передачей обратно. При этих процессах токи, проходящие через конденсатор и индуктивность, больше тока всего контура, поэтому возникает резонанс токов.

Подключение конденсатора к катушке

Затухание колебаний происходит вследствие потерь энергии в проводниках схемы и катушки, утечек в конденсаторе. Реальный колебательный контур, в котором присутствуют условия резонанса, всегда используется с внешним источником колебаний – генератором, сетью переменного тока, радиосигналом.

Резонанс токов

В случае параллельного подключения индуктивности, ёмкости и нагрузки к источнику переменного напряжения с частотой, равной резонансной контура, наблюдается значительное увеличение тока через элементы контура и возрастание его сопротивления.

Параллельный контур

Свойства такого включения компонентов используются в заграждающих фильтрах различного назначения, пропускающих все частоты, кроме резонансной, при последовательном включении с сопротивлением нагрузки. При параллельном подключении контур не оказывает влияния на напряжение резонансной частоты. Если нагрузка обладает индуктивным сопротивлением, как асинхронный электродвигатель, то с параллельно включённым конденсатором они образуют колебательный контур. Если собственная его частота совпадает с частотой питающей сети, возрастает ток через нагрузку.

Резонанс напряжений

Явление резонанса

Подключение последовательного контура к генератору переменного напряжения частотой, равной собственной частоте контура, вызывает резонанс напряжений, при котором возрастают напряжения на индуктивности и ёмкости, с увеличением потребляемого тока от источника.

Последовательный контур

Сопротивление устройства на частоте резонанса минимально, что применяется в радиоприёмниках для настройки на частоту станции с помощью конденсатора переменной ёмкости. Как и при резонансе токов, последовательный контур применяется в фильтрах для подавления или пропускания определённых частот. В некоторых случаях возникновение резонанса напряжений приводят к нежелательным последствиям: кабель достаточной длины обладает значительной ёмкостью и индуктивностью и образует колебательный контур, при совпадении частоты сети и резонансной частоты кабеля возможен неконтролируемый рост напряжения с дальнейшим пробоем изоляции. В отдельных случаях последовательное включение конденсатора позволяет увеличить напряжение на индуктивной нагрузке – такая схема используется для запуска электродвигателей (пусковой конденсатор).

Условие резонанса любого типа возникает только при совпадении периодичности внешних воздействий с частотой собственных колебаний системы, на которую оказывается воздействие.

Явления резонанса применяются во множестве электронных и электротехнических устройствах. Магнетрон любой микроволновой печки – это резонатор, работающий как генератор колебаний СВЧ, феррорезонансный стабилизатор напряжения использует свойства параллельного колебательного контура.

Видео

Оцените статью:

Стресс-резонанс кортизола в лаборатории связан с межпарной дневной ковариацией кортизола в повседневной жизни

. 2018 фев; 98: 183-190.

doi: 10.1016/j.yhbeh.2017.12.018. Epub 2018 9 февраля.

Вероника Энгерт ¹ , Эми М Рэгсдейл ² , Таня Сингер ²

Принадлежности

• ¹ Институт когнитивных наук и наук о мозге им. Макса Планка, отделение социальной неврологии, 04103 Лейпциг, Германия. Электронный адрес: [email protected].
• ² Институт когнитивных наук и наук о мозге им. Макса Планка, отделение социальной неврологии, 04103 Лейпциг, Германия.

• PMID: 29307695
• DOI: 10.1016/j.yhbeh.2017.12.018

Вероника Энгерт и др. Хорм Бехав. 2018 Февраль

. 2018 фев; 98: 183-190.

doi: 10.1016/j.yhbeh.2017.12.018. Epub 2018 9 фев..

Авторы

Вероника Энгерт ¹ , Эми М Рэгсдейл ² , Таня Сингер ²

Принадлежности

• ¹ Институт когнитивных наук и наук о мозге им. Макса Планка, отделение социальной неврологии, 04103 Лейпциг, Германия. Электронный адрес: [email protected].
• ² Институт когнитивных наук и наук о мозге им. Макса Планка, отделение социальной неврологии, 04103 Лейпциг, Германия.

• PMID: 29307695
• DOI: 10.1016/j.yhbeh.2017.12.018

Абстрактный

В лабораторных условиях люди могут проявлять эмпатическую реакцию кортизола на стресс просто из-за наблюдения за другим, испытывающим психосоциальный стресс. Более того, в парах женщины синхронизируют свой собственный выброс кортизола со стрессом у своих партнеров. Мы исследовали, связана ли склонность женщины испытывать такой кортизоловый стрессовый резонанс в контролируемой лабораторной задаче со степенью ковариации суточных уровней кортизола у нее и ее партнера в естественной среде.

Такая привычная ковариация кортизола может быть путем, по которому близкие отношения влияют на результаты в отношении здоровья. Сорок четыре мужчины прошли Трирский социальный стресс-тест, в то время как их партнерши наблюдали за ситуацией либо с помощью «реального» (одностороннее зеркало), либо «виртуального» (видео) способа наблюдения. Позже пары собирали суточные пробы кортизола в течение двух дней недели. Иерархическое линейное моделирование показало, что степень ковариации ежедневной секреции кортизола у пар была связана с кортизоловым стрессовым резонансом партнерши в лаборатории, и что эта связь была сильнее, если стрессовый резонанс оценивался в «реальных» условиях наблюдения. В частности, женщины с более высоким стрессовым резонансом кортизола были более тесно связаны с суточной секрецией кортизола их партнера. Ни мгновенное присутствие партнера во время выборки, ни продолжительность или качество отношений не учитывали ассоциацию. Показывая, что ковариация в лаборатории имеет экологическое обоснование в естественных условиях, эти результаты вносят важный методологический вклад в изучение диадных процессов. Учитывая, что близкие отношения оказывают огромное влияние на индивидуальные показатели здоровья, понимание связи между острой и хронической физиологической связью может дать важное представление о механизмах, с помощью которых близкие отношения влияют на благополучие.

Ключевые слова: кортизол; Ковариация; Сочувствие; гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая ось; Стрессовый резонанс.

Copyright © 2018 Elsevier Inc. Все права защищены.

Похожие статьи

• Ковариация кортизола у родителей маленьких детей: сдерживание агрессии в отношениях.

  Saxbe DE, Adam EK, Schetter CD, Guardino CM, Simon C, McKinney CO, Shalowitz MU; Юнис Кеннеди Шрайвер Национальный институт детского здоровья и развития человека (NICHD) Общественная сеть детского здоровья (CCHN).

  Saxbe DE и др. Психонейроэндокринология. 2015 дек; 62:121-8. doi: 10.1016/j.psyneuen.2015.08.006. Epub 2015 11 августа. Психонейроэндокринология. 2015. PMID: 26298691 Бесплатная статья ЧВК.

• Ковариация усталости и психобиологического стресса в повседневной жизни супружеских пар.

  Дорр Дж. М., Натер У. М., Элерт У., Дитцен Б. Дорр Дж. М. и соавт. Психонейроэндокринология. 2018 июнь; 92: 135-141. doi: 10.1016/j.psyneuen.2018.01.016. Epub 2018 31 января. Психонейроэндокринология. 2018. PMID: 29395487

• Повышение уровня кортизола при эмпатическом стрессе модулируется эмоциональной близостью и модальностью наблюдения.

  Энгерт В., Плессов Ф., Миллер Р., Киршбаум С., Сингер Т. Энгерт В. и др. Психонейроэндокринология. 2014 июль; 45: 192-201. doi: 10.1016/j.psyneuen.2014.04.005. Epub 2014 16 апр. Психонейроэндокринология. 2014. PMID: 24845190 Клиническое испытание.

• Физиологическая связь в парах и ее значение для индивидуального и межличностного функционирования: обзор литературы.

  Timmons AC, Margolin G, Saxbe DE. Тиммонс А.С. и соавт. Джей Фам Психол. 2015 окт; 29 (5): 720-31. doi: 10.1037/fam0000115. Epub 2015 6 июля. Джей Фам Психол. 2015. PMID: 26147932 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

• Метаанализ реакции кортизола на тест Trier Social Stress Test в виртуальной среде.

  Helminen EC, Morton ML, Wang Q, Felver JC. Helminen EC и соавт. Психонейроэндокринология. 2019Дек;110:104437. doi: 10.1016/j. psyneuen.2019.104437. Epub 2019 6 сентября. Психонейроэндокринология. 2019. PMID: 31536942 Обзор.

Посмотреть все похожие статьи

Цитируется

• Физиологический резонанс при эмпатическом стрессе: выводы из нелинейной динамики вариабельности сердечного ритма.

  Блонс Э., Арсак Л.М., Гривель Э., Леспине-Наджиб В., Дешодт-Арсак В. Блонс Э. и др. Общественное здравоохранение Int J Environ Res. 2021 21 февраля; 18 (4): 2081. дои: 10.3390/ijerph28042081. Общественное здравоохранение Int J Environ Res. 2021. PMID: 33669908 Бесплатная статья ЧВК.

• Склоны кортизола и конфликт: воспринимаемый стресс супруга имеет значение.

  Shrout MR, Renna ME, Madison AA, Jaremka LM, Fagundes CP, Malarkey WB, Kiecolt-Glaser JK. Shrout MR, et al. Психонейроэндокринология. 2020 ноябрь;121:104839. doi: 10.1016/j.psyneuen.2020.104839. Epub 2020 16 августа. Психонейроэндокринология. 2020. PMID: 32853875 Бесплатная статья ЧВК.

термины MeSH

• 90277

  вещества

  Ньютоновская механика — Связь между напряжением и резонансом

  спросил 1 год, 11 месяцев назад

  Изменено 1 год, 11 месяцев назад

  Просмотрено 116 раз

  $\begingroup$

  Я работаю над проектом по измерению напряжения в металлах, поэтому я ищу переменную, которая напрямую зависит от напряжения. Я заметил, что при ударе по металлу (ненапряженному) (скажем, железу) другим металлом (скажем, медью) генерируется звук с уникальной длиной волны. Когда я повторю тот же эксперимент, но на этот раз приложу некоторое усилие к металлу (железу) и снова ударю по нему (медью), будет ли генерируемый звук иметь другую длину волны?

  Если то, что я сказал, верно, я собираюсь использовать это свойство для измерения напряжения в любом металле. Поэтому, если у вас есть какие-либо идеи о том, как я могу построить такой измерительный инструмент, пожалуйста, поделитесь ими со мной. Заранее спасибо.

  • ньютоновская механика
  • материаловедение
  • измерения
  • резонанс
  • напряжение-деформация

  $\endgroup$

  3

  $\begingroup$ 92}$$

  с решением вида: $$u_x = Acos\left(kx — k\sqrt{\frac{E}{\rho}}t\right)$$

  $$\sigma_{xx} = -kEAsin\left(kx — k\sqrt {\ гидроразрыва {E} {\ ро}} т \right)$$

  $\omega = k\sqrt{\frac{E}{\rho}}$, поэтому напряжение линейно пропорционально частоте для одного и того же материала и геометрии.