2.4.2 Електричні фільтри

Електричними фільтрами називають електричні кола, що містять реактивні елементи, які або затримують, або пропускають до приймача струми одного або декілька заданих діапазонів частот.

В основі принципу дії фільтру лежить залежність його опору Z від частоти. Комбінуючи схеми з’єднання індуктивностей і ємностей, можна отримати фільтри різні за своєю дією. Найбільше розповсюдження отримали фільтри таких типів: низькочастотні, високочастотні, смугові та загороджувальні.

Низькочастотні фільтри пропускають струми в діапазоні кутових частот 0 – . Їх виконують по Т-подібній схемі. Схема і залежність опору від кутової частоти подано на рис. 2.27, 2.28.

Рис. 2.27 Схема низькочастотного Рис. 2.28 Залежність опору

фільтру від кутової частоти

Високочастотні фільтри пропускають струми в діапазоні кутових частот . Їх виконують по Т-подібній схемі. Схема і залежність опору від кутової частоти подано на рис. 2.29, 2.30.

Рис. 2.29 Схема високочастотного Рис. 2.30 Залежність опору

фільтру від кутової частоти

Смугові фільтри пропускають струми в заданому діапазоні кутових частот . У смугового фільтра індуктивність і ємність L₁ та С₁ з’єднані послідовно L₂ та С₂ – паралельно. Схема і залежність опору від кутової частоти подано на рис. 2.31, 2.32.

Рис. 2.31 Схема смугового Рис. 2.32 Залежність опору

фільтру від кутової частоти

Загороджувальні фільтри пропускають струми від 0 до та від до . Схема і залежність опору від кутової частоти подано на рис. 2.33, 2.34.

Рис. 2.33 Схема загороджувального Рис. 2.34 Залежність опору

фільтру від кутової частоти

В малопотужних електричних колах смугові та загороджувальні фільтри часто виконують на основі резисторів і конденсаторів.

Низькочастотний RC-фільтр використовується для згладжування пульсацій струму в малопотужних випрямних схемах. Його схема і частотна характеристика подані на рис. 2.35, 2.36.

Рис. 2.35 Схема RC-фільтру Рис. 2.36 Залежність опору

від кутової частоти

В даній схемі RC-фільтру ввімкнення активного опору потрібно для обмеження струму при підключенні схеми до джерела живлення. При відсутності активного опору в момент включення індуктивний опір дуже малий і джерело може опинитись в режимі короткого замикання. Введення активного опору хоча й збільшує втрати потужності, але забезпечує захист джерела від короткого замикання.

Питання для самоперевірки знань

1. Несиусоїдні струми та їх розкладання в гармонічний ряд

2. Характеристики несинусоїдної функції

3. Розрахунок електричного кола з несинусоїдною ЕРС

4. Реактивний опір в колах несинусоїдного струму

5. Повний опір в колах несинусоїдного струму

6. Сила струму в колах несинусоїдного струму

7. Активна потужність в колах несинусоїдного струму

8. Резонанс струмів і напруг в колах несинусоїдного струму

9. Електричні фільтри. Принцип дії

10. Низькочастотні фільтри

11. Високочастотні фільтри

12. Смугові фільтри

13. Загороджувальні фільтри

14. RC-фільтр

Теми рефератів

1. Розкладання несинусоїдних періодичних функцій в ряд Фур’є

2. Застосування електричних фільтрів

Питання до самостійного опрацювання

1. Чотириполюсники та їх параметри