4.11. Резонанси в складних колах
Резонансні режими можуть мати місце не тільки в послідовному або паралельному коливальних контурах (див. підрозділи 4.5 та 4.6), але і в більш складних колах, які водночас містять індуктивні та ємнісні елементи. В цьому загальному випадку резонансом називають такий режим роботи кола, при якому реактивна складова Х його комплексного опору дорівнює нулю. Але ж, згідно з (4.36), рівність Х=0 веде й до рівності В=0. Тому можна дати й альтернативне означення резонансу як такого режиму роботи кола, при якому реактивна складова В її комплексної провідності дорівнює нулю.
Відмітимо, що для складних кіл залежності Х() та В() мають досить складний вигляд і тому кожне з рівнянь Х()=0 та В()=0 може мати кілька дійсних коренів 1, 2,....N, кожен з яких визначатиме окрему резонансну частоту.
4.12. Схеми заміщення (еквівалентні схеми) реальних елементів електричних кіл
Реальні резистори, конденсатори та котушки можна вважати такими елементами конструкції, які характеризуються тільки своїм опором R (резистор), ємністю С (конденсатор) або індуктивністю L (котушка) лише в обмеженому діапазоні частот від нуля до деякої граничної частоти гр, різної для різних типів перелічених електрорадіоелементів.
Наприклад, в ізоляції між обкладками конденсаторів втрачається енергія (так звані діелектричні втрати), причому ці втрати ростуть із ростом частоти. Тому в першому наближенні при складанні схеми реальної конструкції конденсатор слід замінити на схему заміщення, зображену на рис. 4.47, де R – опір, який враховує втрати в діелектрику.
Рис. 4.47
Реальну котушку намотують проводом, питомий опір якого більший за нуль, тому така котушка має більший за нуль активний опір R, який враховують в схемі найчастіше так, як показано на рис. 4.48.
Рис. 4.48
Деякі основні відомості з еквівалентних схем (вони ж схеми заміщення) реальних конденсаторів та котушок наведено в підручнику [2]. Але для багатьох типів конденсаторів, які випускає промисловість, для частот близько 1 МГц та вище, схеми заміщення, наведені в [2], є занадто простими. Це ж відноситься й до реальних котушок індуктивності як серійного, так і індивідуального виготовлення. Схеми заміщення реальних резисторів у підручнику [2] взагалі не розглянуто. Тому рекомендуємо зацікавленому читачеві після ознайомлення з відповідним параграфом цього підручника звернути свою увагу на дуже інформативну книжку [12].
1Напрямок потоку в осерді можна визначити так: уявити собі, що витки котушки – це різьба, і у думці вкручувати в неї гвинт, обертаючи його за напрямком протікання струму у витках котушки. Напрямок руху гвинта вздовж осі котушки і є напрямком потоку Ф.
1Для практичних потреб фарад є завеликою одиницею. Звичайно використовують часткові одиниці: мікрофарад (мкФ), нанофарад (нФ) та пікофарад (пФ), причому 1 мкФ=10-6 Ф, 1 нФ=10-9 Ф, 1 пФ=10-12 Ф.
1Величину початкової фази струму обрано довільно як таку, що не впливає на справедливість подальших висновків.
1Величину U початкової фази напруги обрано довільно як таку, що не впливає на справедливість подальших висновків.