Главная > Физика > Факультативный курс физики, 10 кл.
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

Резонанс при параллельном соединении элементов цепи переменного тока.

При параллельном соединении резистора, конденсатора и катушки (рис. 11) напряжение на всех этих элементах электрической цепи изменяется по одному и тому же закону:

Рис. 11

Рис. 12

С учетом возникновения сдвига фазы между током и напряжением на реактивных элементах электрической цепи сила тока в ветвях определяется формулами:

Полный ток в цепи в любой момент времени равен сумме токов в параллельных ветвях:

Для нахождения полного тока построим векторную диаграмму (рис. 12). Из нее видно, что суммарный ток можно найти по формуле:

где — амплитуда колебаний тока в общей цепи; — сдвиг фазы между током и напряжением.

Амплитуда тока выражается так:

Действующие значения силы тока и напряжения связаны аналогичным выражением:

Из векторной диаграммы можно найти сдвиг по фазе между колебаниями силы тока и напряжения:

Полное сопротивление электрической цепи переменному току определяется следующим выражением:

Рис. 13

При равенстве индуктивного и емкостного сопротивлений токи через катушку и конденсатор в любой момент времени равны друг другу по модулю и противоположны по направлению (или по фазе колебания), т. е.

Их сумма в этом случае равна нулю, а сила тока в общей цепи равна силе тока через активное сопротивление:

Этот же результат можно получить формально подстановкой выражения (5.16) в выражение (5.12).

При выполнении условия (5.16) полное сопротивление электрической цепи принимает максимальное значение Максимальному значению полного сопротивления такой электрической цепи соответствует минимальное значение силы тока. Следовательно, при выполнении условия (5.16), называемого условием резонанса токов в колебательном контуре, сила тока в общей цепи минимальна.

Зависимость амплитуды колебаний силы тока от частоты приложенного напряжения при постоянной его амплитуде в общем участке цепи при параллельном соединении катушки, конденсатора и элемента с активным сопротивлением представлена на рисунке 13.

1. В чем заключается явление электрического резонанса?

2. Чем объясняется явление электрического резонанса?

3. При каком условии наблюдается электрический резонанс?

4. Что называют волновым сопротивлением электрического контура?

5. Что называют добротностью контура?

6. Какие свойства электрического контура определяют его добротность?

7. Какие практические применения находит явление электрического резонанса?

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление