Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Алексеев А.И. Колебательные цепи. Параллельный контур учеб. пособие для курсантов ХВВУ

.pdf
Скачиваний:
14
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
2.46 Mб
Скачать

А. И. АЛЕКСЕЕВ

КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ ЦЕПИ

ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ КОНТУР

Х а р ь к о в

1973

А. И. АЛЕКСЕЕВ

КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ ЦЕПИ

ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ КОНТУР

Утверждено начальником училища и качестве учебного пособия

для курсантов ХВВУ

Харьков

• -ілО - ѵзхкичо кг*?;

ï

"

-— -

библиотека

ССС** -

\

2 ~

б ,..

ЗКЗЕМП.ПЯ“-'

I

 

 

Гл7!ог:ОГ °

ЗАЛА

g

 

 

УДК 621.3% *4 <*) . _

С-4/ /Л

колебательные цепи. Параллель-

> iy ^ p L i

б Ь ? /< ѵ £ы^ контур,

А.И.Алексеев, КВВУ,

'

 

 

1973.

 

Учео'ное пособие посвяиіено анализу частотных характеристик простых и сложных параллельных контуров.

Иллюстраций - 51, таблиц ~ 6, библиография ~ 7 наименований.

 

 

 

 

О Г Л А В Л Е Н И Е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Стр.

§

 

I .

Схемы параллельных контуров

.............................

 

 

3

§

2.

Частотные характеристики идеального

параллель­

 

 

 

 

ного

контура . . . . . .........................................

7

§

3. Резонанспая частота параллельного контура.

 

 

 

 

Входное сопротивление контура на резонансной

 

 

 

 

ч асто те .........................................................................

 

 

 

 

II

§

 

4.

Добротность параллельногоконтура . . . . . .

16

§

5. Входное сопротивление

простого

параллельного

 

 

 

 

контура. Эквивалентныесхемы...................

 

....

30

§ 6 . Резонансные характеристики

ненагружепного кон­

 

 

 

 

тура.

Полоса пропускания . ................................. .

-49

§

7. Резонансные характеристики

нагруженного конту­

 

 

 

 

ра .................................................................................

 

 

 

 

 

62

§

 

8. Сложный параллельный контур

третьего

вида . .

73

§

 

9. Сложный параллельный контур

второго

вида . .

87

§

 

ІО.Влияние нагрузки на резонансные

характерис­

 

 

 

 

тики

сложного контура.

Трансформация сопротив­

 

 

 

 

лений

...........................................................................

 

 

 

 

97

Л

и

т е р

а т у р а .................................................

 

 

 

 

104

 

Для внутриведомственной продажи

 

 

(цена

43 коп.)

 

 

Техн.редактор з.М.Синицына

 

Корректор В.А.Селезнева

 

Подписано к

печати 22.3.73

 

Г-855537

Формат бум. 60x92

Объем 6,5

печ.л.

3ак.83

 

Типография ХВ8У

 

 

Параллельный контур монет быть образован либо параллельным соединением индуктивности и емкости (в простейшем случае), либо параллельным соединениям двух и более ветвей, каждая из которых, в свою очередь, может представлять последовательное соединение нескольких элементов (в сложных схемах ветвь может быть образова­ на смешанным соединением различных элементов).

В теории колебательных цепей различают несколько схемных мо­ дификаций параллельных контуров.На рис.І изображены схемы простей­ шего из них - параллельного контура первого вида.

Рис. I .

Идеальный параллельный контур (рис. І,а ) образован парад- - лельным соединением идеальных индуктивности и емкости. Основой для получения двух других схем (рис. І,б ,в ) послужила схема, составлен­ ная из параллельно соединенных реальных катушки индуктивности и конденсатора (рис. 2).

Если пересчитать сопротивление потерь Rc -диэлектрика кон­ денсатора в эквивалентное последовательное сопротивление "Зс , то получим схему простого параллельцого контура, изображенную на рис. 2,6 .

Здесь

 

Sc

 

L +to C R c) 2

n1,

1 H coC R cf

p

 

to C R cy

'

Добротность конденсатора равна

Добротность конденсаторов, используемых в колебательных

Рис. 2.

цепях, достигает величин от сотни тысяч до десятков и сотен мил­ лионов, поэтому

1

.

(і)

 

 

U )

Схема, приведенная на рис. І,в , является основной эквйМйеЯІ» ной схемой реального параллельного контура и используется п р Я р - ведении практически всех инженерных расчетов. Она получаѳТбЯ в р -

зультатѳ

пересчета последовательного

соединения L

в эквива­

лентное

параллельное (рис. 2 ,в) с

последующим выделением эквива­

лентного

сопротивления потерь Ru

в

катушке индуктивности и сопро­

тивления потерь Rc в диэлектрике конденсатора в одну общую ветвь. Для основной эквивалентной схемы (рис» І,в ) и ее исходной мо­

дификации (рис. 2 ,в)

R с,

.

(3)

I V й с

 

г

W

г

V

.

 

ЛА

У

^ L

(101^ .

L =

W *

(5)

 

L

Добротность катушки индуктивности равна

Q,- V

'

(6)

Максимальные величины добротности

катушек индуктивности срав­

нительно невелики. В лучшем случае принятием специальных мер по

снижению величины

удается

повысить величину Q.u

до нескольких

сотен. Обычно величина

 

в реальных устройствах

лежит в преде­

лах от 10 до 100-200..

 

 

 

 

 

 

С учетом (6)

 

 

 

 

 

 

 

 

р

- ( <

+ і )

ч

(7)

 

 

L

u

V

 

 

L-

=

Ci +

lU

(8)

инженерной практике для расчета эквивалентных параметров тоже пользуются приближенными соотношениями

о« (COL)2 .

V

г

,

(9)

L' - L

 

(Ю)

Потери в диэлектрике конденсатора, как правило, пренебрежи­ мо малы по-сравнению с потерями в катушке индуктивности( Qc ^ QL), поэтому в большинстве случаев для простого параллельного контура в основной эквивалентной схеме принимают

(II)

ое

где СОр - резонансная частота исходной схемы.

Иногда в практических схемах для обеспечения заданных час­ тотных характеристик параллельно к контуру подключают специальное

шунтирующее сопротивление

(рис. 3

,а ). Б этом случае

 

^ое

Рш ß ь

 

( 12)

R1Uѵ

 

 

 

 

 

Из сложных параллельных контуров на практике большое применѳ-

ниѳ нашли параллельные

 

контуры

второго (рис. 3,6)

и третьего

(рис. 3,в) видов. Они отличаются характером элемента, непосредст­ венно подключенного к зажимам контура. В известной по этому разде­ лу литературе контур второго вида рассматривается как параллель­

ный контур с частичным подключением к индуктивности,контур

третье­

го вида - как параллельный контур с частичным подключением к

ем­

кости.

 

§ 2. ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИДЕАЛЬНОГО ПАРАЛЛЕЛЬНОГО КОНТУРА

Входное сопротивление (рис. 4) идеального параллельного кон­

тура

Z„ =

6 ,u ~

V Y L і & , - А

i

0 3 )

 

JB іиС

где ê , - реактивные проводимости емкости и индуктивности со­ ответственно;

В- полная реактивная проводимость цепи.

Сучетом характеристических параметров колебательной цепи

 

 

?

 

с

>

ü 0 ~

J r

 

 

 

 

 

’w°"‘

Vic

 

соотношение

(13)

моено преобразовать к виду

 

 

 

 

 

L_

 

IP

 

 

Z,Вх и

 

 

С

 

 

( 14)

W

K

Æ - - U ' )

 

СО

сО? о~

 

 

 

 

 

со7Пс/

й о

й

 

Полная реактивная проводимость цепи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(15)

величина

знакопеременная.

 

 

 

 

Если

В ^ 0

(преобладает

проводимость емкостной ветви,

проводимость всей цепи имеет еыкост-

 

 

ной характер; в

том случае, когда

 

 

X

В -с 0 (преобладает проводимость

. /-Гч

 

индуктивной

ветви,

?>с ) прово-

L

димооть цепи имеет индуктивный ха -

W v j y

 

рактер.

 

 

 

 

 

 

 

 

Действительно,

комплексные

 

 

Рис. 4.

амплитуды

.токов

(

рис. 4 )

в -ветвях

 

контура

комплексная амплитуда подводимого к контуру

(входного) тока

Ч = "і + Ч

 

 

J c '

 

 

В идеальном параллельном контуре токи

1ц и

находятся в

противофазе, поэтому амплитуда подводимого

тока

 

а характер входного сопротивления контура определяется той вет­ вью контура, ток в которой преобладает.

 

Если

( 6 > 0_ ),

преобладает

ток в

емкостной ветви,век­

тор _подводашого тока

совпадает по направлению

с вектором то­

ка

(рис.

5 ,а ), идеальный контур в

делом

эквивалентен некото­

рой емкости. Соответственно при величинах

(

Б ^ 0 ) ампли­

туда

тока з индуктивной ветви

подводимый ток совпадает

 

 

 

Ь

üc

 

 

 

 

£

 

 

Е

•-Л = Т

' \

по фазе с током в индуктивности (рис. 5 ,6 ), контур в целом экви­ валентен некоторой индуктивности.

Модуль и аргумент входного сопротивления идеального парал­ лельного контура

Aêxu

 

 

ь

 

 

 

 

 

 

 

 

Se

s

 

 

 

 

 

 

 

+

зс

для

\ 'M o

Ч7U=

c u q(J LeOX. u.=

 

2

 

зс

для

 

 

 

 

 

І > Іо •

 

 

ч

 

2

 

Графики зависимостей величин

Y P

, В

, Z Sxu

от частоты приведены, на рис. 6.

 

ох u

 

 

 

 

На резонансной

частоте

j =

входное

сопротивление идеаль­

ного параллельного контура равно бесконечности. Физически это оз­ начает, что на этой частоте амплитуды токов в ветвях контура со­ вершенно одинаковы. Подводами? к контуру T0iOn= |3 L- 3 t | на этой

частоте уменьшается до нуля и остается равным нулю независимо от величины приложенного к контуру напряжения, хотя в ветвях контура при этом могут протекать значительные по величине токи.

На резонансной частоте суммарная энергия электрического поля

емкости и магнитного поля индуктивности

!

u rz (.to

= w u(.t)

+ ЪУС(Д)

 

L*4.fo

 

 

 

V f -)+

г .

2

2С й0М г

+ CuSx

C 0 s\u ot +

9 J - - Ä

- =

C 0n% t(t)

2

 

 

 

 

T . e . между полями индуктивности и емкости происходит обмен энер­ гиям! (вся энергия магнитного поля индуктиьности преобразуется в энергию электрического поля емкости и обратно) без участия в этом процессе источника.электрической энергии. Контур можно отключить

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ