18. Параллельный R-L-C контур. Резонанс токов.

РЕЗОНАНС ТОКОВ Рассмотрим параллельный контур (рис. 4).

Рис. 4

Вычислим входную проводимость схемы:

Y =

 

 

1

+

 

1

 

=

R1 jωL

+

 

R2 + j (ωC)

=

 

 

R + jωL

R + 1 ( jωC)

 

R2

+ (ωL)2

 

R

2

+ 1 (ωC)2

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

1

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

R1

 

 

 

R2

 

 

ωL

 

 

 

 

 

1 (ωC)

 

 

=

 

 

 

+

 

 

j

 

 

 

 

 

R2

+ (ωL)2

 

R2

+ 1 (ωC)2

R2 + (ωL)2

R2 + 1 (ωC)2

 

 

1

 

 

 

2

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

2

 

 

Резонанс наступает, когда реактивная часть входной проводимости становится равной нулю:

 

 

 

 

 

ωL

 

 

=

 

 

 

 

 

 

1 (ωC)

 

,

ωLR 2

+

 

L

 

 

 

=

R12

+ ωL2

,

 

 

R 2

+ (ωL) 2

 

R 2 + 1 (ωC) 2

ωC 2

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

ωC C

 

ω

1

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L) = CR 2

L,

2 LC 2 R 2

+ L R 2 C − ω 2 L2 C = 0, ω 2 LC(CR 2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

ω =

 

1

 

 

 

 

 

 

 

CR 2 L

 

 

ω =

 

 

1

 

 

 

 

 

L C R

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CR22 L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L C R22

 

 

 

 

 

LC

 

 

 

LC

 

Вводя обозначения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω0

=

 

 

ρ =

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

получим:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω P = ω0

ρ 2

R 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ρ 2 R 2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Резонанс возможен, если одновременно R1>ρ и R2>ρ или R1< ρ и R2<ρ, если R1<ρ, а R2>ρ или наоборот, то реззонансная частота - мнимая, т.е. резонанс не наступает, если же

R1=R2=ρ, то ωР=0/0, т.е. резонанс наступает при любой частоте. Рассмотрим входное сопротивление контура в этом случае:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

L

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

Z1 Z2

 

(ρ + jωL)(ρ − j

 

 

 

 

)

(

 

 

+

 

jωL)(

 

 

 

− j

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

ωC

 

C

C

ωC

Z =

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

Z1 + Z2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

2ρ + j(ωL − j

 

 

 

 

)

 

 

2

 

L

 

+ j(ωL −

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ωC

 

 

 

 

 

 

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

ωC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

L

 

+ jωL)(1 + jωC

 

 

L

)

 

 

 

L

+ jωL + jωC

L

− ω 2

LC

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

C

=

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

1 − ω 2 LC + jωC2

 

L

 

 

 

 

 

 

 

1 − ω 2 LC + jωC2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 − ω 2

LC + jωC2

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

L

 

 

 

 

 

C

=

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 − ω 2

LC + jωC2

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т.о. входное сопротивление контура равно ρ и от ω не зависит.

На рис. 5, а, б показаны векторные диаграммы резонанса в идеальном (R1=R2=0) и реальном контурах. Если R1=R2=0, то активная входная проводимость равна нулю, резонансная частота ωР= ω0, токи индуктивности и емкости равны и противоположны по фазе, входной ток равен нулю.

 

 

 

 

 

 

 

 

а) идеальный контур

б) реальный контур

 

 

Рис. 5.

Соседние файлы в папке Новая папка