Resonancia actual

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Resonancia actual (resonancia paralela) - resonancia que ocurre en un circuito oscilatorio paralelo cuando está conectado a una fuente de voltaje cuya frecuencia coincide con la frecuencia resonante del circuito.

Descripción del fenómeno

Hay un circuito oscilatorio en paralelo que consta de una resistencia R, un inductor L y un condensador C. El circuito está conectado a una fuente de tensión alterna con una frecuencia . La frecuencia de resonancia del circuito . $\omega$ ${\ Displaystyle \ omega _ {p} = {\ frac {1} {\ sqrt {LC}}}}$

Usando el método de amplitudes complejas , determinamos la corriente en el circuito .

{\textstyle {\dot {I}}={\frac {\dot {U}}{Z}}={\frac {\dot {U}}{1/\left[{\frac {1}{R ))+{\frac {1}{j\omega L}}+j\omega C\right]}}=\left\vert {\frac {\dot {U}}{Z}}\right\vert e ^{-j\fi},}

donde es la resistencia compleja del circuito paralelo, es el cambio de fase entre corriente y voltaje. $Z={\frac {\left(\omega L\right)^{2}Rj\omega LR^{2}\left(\omega ^{2}LC-1\right)}{\left( \omega L\derecha)^{2}+R^{2}\izquierda(\omega ^{2}LC-1\derecha)^{2}}}$ $\phi =\arctan \left(-{\frac {R\left(\omega ^{2}LC-1\right)}{\omega L))\right)$

Además, la corriente de bucle total es la suma de las corrientes que fluyen a través del capacitor y el inductor.

{\dot {I}}={\dot {I_{R}}}+{\dot {I_{L}}}+{\dot {I_{C}}}={\frac {\dot {U}}{R}}+{\frac {\dot {U}}{j\omega L}}+j\omega C{\dot {U}}={\frac {\dot {U}}{ R}}+\left({\frac {-j{\dot {U}}}{\omega L}}\right)+{\dot {U}}j\omega C.

Como se puede ver en la última expresión, las corrientes y el flujo en antifase (uno tiene un multiplicador y el otro tiene un multiplicador ). ${\ Displaystyle {\ dot {I_ {L}}}}$ ${\ Displaystyle {\ dot {I_ {C}}}}$ ${\ estilo de visualización -j}$ $j$

A la frecuencia de resonancia , la amplitud de la corriente en el circuito tomará el valor . ${\displaystyle \omega =\omega _{p}={\frac {1}{\sqrt {LC))))$ $I_{p}={\frac{U}{R}}=I_{R}$

Las amplitudes de las corrientes a través del inductor y el capacitor , proporcionales al voltaje, a la frecuencia resonante tienen los valores $L$ $C$ ${\ estilo de visualización \ omega = \ omega _ {\ rho}}$

I_{Lp}={\frac {U}{\omega _{p}L}}=U{\sqrt {\frac {C}{L}}}={\frac {U}{\rho }},

I_{Cp}=U\left(\omega_{p}C\right)=U{\sqrt {\frac {C}{L}}}={\frac {U}{\rho }} ,

donde es la resistencia característica (onda) del circuito y es igual a . $\rho$ ${\ Displaystyle \ rho = \ omega _ {p} L = {\ frac {1} {\ omega _ {p} C}} = {\ sqrt {\ frac {L} {C}}}}$

Por lo tanto, a la frecuencia de resonancia, las corrientes que fluyen en los elementos reactivos exceden la corriente total por un factor de. De ahí viene el nombre de "resonancia actual" o "resonancia paralela". ${\ estilo de visualización {\ frac {R} {\ rho}}}$

Resonancia serie-paralelo

Además de la resonancia en paralelo y en serie, también existe una combinada, o mejor dicho, una en serie en paralelo. En la versión más simple, se trata de dos bobinas con la misma inductancia conectadas en serie. Se implementa un circuito oscilatorio en una de las bobinas. En este caso, el efecto de la resonancia en paralelo se manifiesta a la mitad y la mitad al efecto de la resonancia en serie. Por lo tanto, hay un aumento parcial en el voltaje. Este método es apropiado para usar en casos donde el generador no puede producir el voltaje deseado o el voltaje en la red cae. Pero este método se aplica solo a aquellos consumidores cuya carga es constante, porque si la carga cambia, la resonancia se perderá. No todos los transformadores son adecuados para dicho circuito, sino solo aquellos en los que los devanados no se superponen y están ubicados en diferentes núcleos opuestos entre sí en el núcleo. Si el devanado secundario se enrolla sobre el primario, entonces la resonancia paralela no funciona en dicho transformador. Además, existen circuitos de resonancia serie-paralelo más complejos que utilizan semiconductores como los transistores. [una]

Convertidor modulado en frecuencia con resonancia serie-paralelo . findpatent.ru . Fecha de acceso: 30 de agosto de 2017. (indefinido)

Notas

Un circuito oscilatorio que opera en el modo de resonancia de corriente no es un amplificador de potencia. Es un amplificador de corriente.

Las grandes corrientes que circulan en el circuito surgen debido a un poderoso pulso de corriente del generador en el momento del encendido, cuando el capacitor se está cargando. Con una toma de fuerza significativa del circuito, estas corrientes se "consumen" y el generador nuevamente tiene que dar una corriente de recarga significativa. Por lo tanto, dentro del bucle, la resistencia debe mantenerse al mínimo para reducir las pérdidas.

Si el generador es débil, una gran corriente de recarga en el momento en que se enciende el circuito oscilatorio puede quemarlo. Puede salir de la situación aumentando gradualmente el voltaje en los terminales del generador (gradualmente "oscilando" el circuito).

Un circuito oscilatorio con un factor de calidad bajo y una bobina con una inductancia pequeña se "bombea" demasiado mal con energía (almacena poca energía), lo que reduce la eficiencia del sistema. Además, una bobina con una inductancia pequeña ya bajas frecuencias tiene una resistencia inductiva pequeña, lo que puede provocar un "cortocircuito" del generador en la bobina y desactivar el generador.

El factor de calidad de un circuito oscilante es proporcional a L/C, un circuito oscilante con un factor de calidad bajo no “almacena” bien la energía. Para aumentar el factor de calidad del circuito oscilatorio, se utilizan varias formas:

Aumentar la frecuencia de operación;
Si es posible, aumente L y disminuya C. Si no es posible aumentar L aumentando las vueltas de la bobina o aumentando la longitud del cable, use núcleos ferromagnéticos o insertos ferromagnéticos en la bobina; la bobina está pegada con placas de material ferromagnético, etc.

Al calcular un circuito oscilatorio con una pequeña inductancia, es necesario tener en cuenta la inductancia de las barras de conexión (desde la bobina hasta el condensador) y los cables de conexión del banco de condensadores. La inductancia de las barras de conexión puede ser mucho mayor que la inductancia de la bobina y reducir seriamente la frecuencia del circuito oscilatorio.

Al realizar la resonancia de las corrientes en los transformadores, los devanados primario y secundario deben ubicarse en diferentes núcleos en el circuito magnético, de lo contrario, la interferencia electromagnética del devanado secundario interferirá con la resonancia. Por lo tanto, son adecuados los transformadores con un núcleo en forma de U o en forma de W. De lo contrario, los devanados están cuidadosamente protegidos entre sí con papel de aluminio.

Aplicación

Un circuito oscilatorio de alta calidad proporciona una resistencia significativa a una corriente de cierta frecuencia f. Como resultado, el fenómeno de resonancia de corriente se utiliza en filtros de parada de banda .
Dado que existe una resistencia significativa a la corriente con una frecuencia f, la caída de voltaje en el circuito a una frecuencia f será máxima. Esta propiedad del circuito se llama selectividad, se utiliza en los receptores de radio para aislar la señal de una estación de radio en particular.
Un circuito oscilatorio que opera en el modo de resonancia de corriente es uno de los componentes principales de los generadores electrónicos .
El circuito oscilatorio se utiliza para reducir la carga de los generadores. Para hacer esto, se realiza un circuito oscilatorio en el transformador receptor basado en el devanado primario. Pero el transformador es adecuado solo para uno en el que los devanados no se superponen entre sí y están ubicados en diferentes lugares del circuito magnético. Si un capacitor de cierta capacidad se conecta en paralelo con un motor asíncrono monofásico para lograr resonancia, esto reducirá la carga en el generador. Las calderas de inducción industriales utilizan un circuito oscilante para una mejor eficiencia. En este caso, debe haber algún desacoplamiento entre el consumidor y el generador en forma de resistencia de entrada o en forma de transformador de aislamiento.

Véase también

Resonancia de tensión

circuito oscilatorio

Notas

↑ Convertidor modulado en frecuencia con resonancia serie-paralelo . Consultado el 30 de agosto de 2017. Archivado desde el original el 31 de agosto de 2017. (indefinido)

Literatura

Vlasov VF Curso de ingeniería de radio. M.: Gosenergoizdat, 1962. S. 928.
Izyumov N. M., Linde D. P. Fundamentos de la ingeniería de radio. M.: Gosenergoizdat, 1959. S. 512.

Enlaces

resonancia actual

Circuitos. Circuitos de aire acondicionado. resonancia paralela

Convertidor de resonancia de serie a paralelo modulado en frecuencia