рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Резонансы в электрических цепях

Резонансы в электрических цепях - Семинар, раздел Электротехника, Методическое пособие для практических (семинарских) занятий по дисциплине «Электротехника и электроника. Электротехника»   Резонансы Возникают В Электрических Цепях Синусоидального Ток...

 

Резонансы возникают в электрических цепях синусоидального тока, которые содержат резисторы, индуктивности и конденсаторы. Основной признак резонансного состояния электрической цепи - совпадение по фазе входного напряжения и входного тока, а схема потребляет только активную мощность. Реактивные мощности на отдельных участках цепи присутствуют, но реактивный входной ток равен нулю. Различаются два вида резонансов в электрических цепях: резонансы напряжения и резонансы токов. Резонанс напряжения возникает в последовательной электрической цепи (рис.2), содержащей последовательно включенные резистор, индуктивность и емкость. Эти три элемента можно описать уравнениями:

; ; .

Уравнение для электрической цепи (см. рис.2) является дифференциальным уравнением второго порядка, описывающим колебательные процессы в цепи:

,

где 2n = - демпфирующая сила, приводящая к затуханию свободных колебаний; - круговая частота свободных колебаний.

Резонансную частоту w0 можно также определить из векторной диаграммы комплексных напряжений. При резонансе напряжение на резисторе равно напряжению сети, совпадает по фазе с входным током (j = 0), а алгебраическая сумма реактивных напряжений равна нулю. Реактивные напряжения, показанные на рис.3, имеют равные модули, но направлены противоположно , т. е. по модулю XL = XC. Из равенства реактивных сопротивлений можно получить формулу для определения частот при резонансе:

или .

U X XL

R

w0 w

 

XC

 

a) б)

Рис. 3. Векторная диаграмма (а) и графики частотной зависимости XL, XC и R (б)

Реактивное сопротивление индуктивности XL = wL имеет линейную частотную зависимость, а емкостное сопротивление XC =1/wC обратно пропорционально частоте (рис.3,a). Активное сопротивление R от частоты не зависит.

Добротность резонансного контура Q определяют как отношение реактивных напряжений к входному напряжению (ЭДС) при резонансе:

Добротность резонансного контура можно определить экспериментально по графику резонансной кривой электрического тока. Измерив величину полосы пропускания Dw по графику электрического тока, полученному экспериментально (рис.4,a), можно вычислить добротность согласно зависимости:

Электрический ток I(w) последовательной цепи (см. рис.2) определяется по формуле

.

Напряжение на индуктивности изменяется по мере изменения частоты, так как ток и индуктивное сопротивление зависят от частоты:

UC UL

 


Uсети

UR

 


wC w0 wL w ®¥

Рис. 4. Резонансная кривая тока (а), ФЧХ (б) и АЧХ на RLC- элементах (с)

 

 

Напряжение на емкости изменяется в зависимости от частоты, а график частотной зависимости определяется по формуле

.

 

Контрольные вопросы:

1. Перечислите основные признаки резонанса.

2. В каких цепях возникает резонанс напряжения?

3. Как рассчитать резонансную частоту?

4. Какой вид имеют АЧХ напряжения на резисторе?

5. Какой вид имеют АЧХ напряжения на индуктивности?

6. Какой вид имеют АЧХ на емкости?

 

Модуль 4. Семинар 6. «Периодические несинусоидальные ЭДС, напряжения и токи»

 

План занятия

1. Краткое теоретическое введение

2. Разбор типовых задач.

Периодическая функция, удовлетворяющая условию Дирихле. Четность и нечетность функций. Действующие и средние значения.
Дискретные ряды Фурье. Расчет цепи при несинусоидальных источниках. Диаграммы амплитудо-частотных и фазо-частотных спектров токов, напряжений и мощностей. Эквивалентные сигналы. Мощности искажений.

3. Самостоятельное решение задач.

4. Обсуждение самостоятельно решенных задач, включая домашнее задание

5. Краткое обобщение рассмотренных вопросов и подведение итогов

6. Следующее домашнее задание

 

Теоретическая часть

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Методическое пособие для практических (семинарских) занятий по дисциплине «Электротехника и электроника. Электротехника»

для практических семинарских занятий.. по дисциплине Электротехника и электроника Электротехника.. для направления подготовки Информатика и вычислительная техника..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Резонансы в электрических цепях

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Основные определения и методы расчета линейных электрических цепей постоянного тока
  Элементы электрических цепей в отчете необходимо изображать в соответствии ГОСТ 2.750-68 и ГОСТ 2.751-73 (рис.5), а в программном приложении Multisim эти элементы изображены с испол

Методы расчета электрических цепей
  Метод наложения (суперпозиции). Свойство наложения: в любой ветви электрический ток можно определить суммированием от действия каждого источника отдельно при наличи

Сравнение результатов расчетов методами МКТ и МУП
  Токи, А             МКТ

Баланс мощностей
Проверим выполнения баланса мощностей в цепи . Он устанавливает равенство (баланс) алгебраической суммы мощностей, развиваемых источниками энергии, сумме мощностей, расходуемых приемниками энергии.

Анализ и расчет линейных цепей переменного тока
  Периодический переменный ток, изменяющийся по синусоидальному закону со сдвигом фазы или без сдвига (рис.2), – называется гармоническим током. Мгновенное значение гармониче

Мощности в цепях синусоидального тока
  Полная мощность электрической цепи синусоидального тока равна произведению действующих значений напряжения и тока: Мощность в комплексных величинах, отражающая реальные

Периодические несинусоидальные ЭДС, напряжения и токи
  ЭДС, токи и напряжения называют периодическими несинусоидальными, если формы сигнала несинусоидальные и удовлетворяют условию Дирихле. Визуально по осциллограмме можно увидет

Четность и нечетность функций
Большинство периодических функций обладают симметрией. Функция может быть представлена не только суммой косинусных и синусных гармоник, а также суммой отдельных синусных или отдельных косинусных га

Алгоритм расчета.
1. Периодическое несинусоидальное напряжение разложить в ряд Фурье. 2. Напряжение каждой гармоники записать в комплексной форме. 3. Для каждой гармоники вычислить комплексное сопр

Мощность периодического несинусоидального тока
Если известны аналитические выражения периодического несинусоидального тока i(t) и напряжения u(t), то активную мощность определяется по формуле . Ак

Отключение цепи с RL-элементами от источника постоянного напряжения
При отключении катушки индуктивности с накопленной энергией на контактах выключателя возникнет электрическая дуга, что приведет к повреждению контактов. Переходный процесс пройдет очень быстро и ок

Переходные процессы в цепях с RC-элементами
Решение задачи (рис.1.7) сводится к следующему: · систему уравнения в интегральной или дифференциальной форме можно составить по законам Кирхгофа; · методом замены переменных можн

Включение RL-цепи на синусоидальное напряжение.
Переходные процессы в электрических цепях с синусоидальным возбуждением (рис.1.9) происходят очень часто. Источник является синусоидальной функцией времени вида e(t) = Em

Расчет переходных процессов методом преобразования Лапласа
Электрические цепи, содержащие три и более накопителя энергии, описываются интегрально-дифференциальными уравнениями третьего порядка и выше. Классическим методом решение таких задач весьма затрудн

Свойства прямого преобразования Лапласа
Рассматривая основные свойства прямого преобразования Лапласа можно увидеть, что в изображениях интегрально-дифференциальные уравнения заменяются алгебраическими функциями умножения и деления. Это

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги