14. Резонанс в цепи переменного тока

1.

Резонанс в цепи
переменного тока
Колебания и волны

2.

Сегодня на уроке
1
Вспомним, какова роль
реактивного сопротивления в цепи
переменного тока.
2
Узнаем, что называется
коэффициентом мощности участка
цепи переменного тока.
3
Познакомимся с явлением
резонанса в электрической цепи.
4
Узнаем, где и как используется
явление резонанса в цепи
переменного тока.

3.

Переменный
электрический ток
Переменный
электрический ток —
ток, сила и направление которого
периодически меняются со
временем.

4.

Переменный
электрический ток
В цепи, содержащей только
сопротивление, колебания
напряжения и колебания силы
тока совпадают по фазе,
одновременно достигая
максимумов и минимумов.

5.

Переменный
электрический ток
В цепи, содержащей только
катушку индуктивности,
колебания напряжения на
катушке опережают колебания
силы тока на π/2.

6.

Переменный
электрический ток
В цепи, содержащей только
конденсатор, колебания силы
тока опережают по фазе
колебания напряжения на
конденсаторе на π/2.

7.

Закон Ома для участка цепи
переменного тока
Амплитудное значение силы тока в цепи
переменного тока прямо пропорционально
амплитудному напряжению и обратно
пропорционально полному сопротивлению.
Георг Ом
1787—1854

8.

Закон Ома для участка
цепи переменного тока
Полное сопротивление
цепи переменного тока —
это векторная сумма всех
сопротивлений цепи (активных,
ёмкостных и индуктивных).
~

9.

Закон Ома для участка
цепи переменного тока
Реактивное
сопротивление —
электрическое сопротивление,
обусловленное передачей энергии
переменным током электрическому или магнитному полю.
~

10.

Закон Ома для участка цепи
переменного тока
Амплитудное значение силы тока в цепи
переменного тока прямо пропорционально
амплитудному напряжению и обратно
пропорционально полному сопротивлению.
Георг Ом
1787—1854

11.

Резонанс в цепи
переменного тока
Закон Ома для участка цепи
переменного тока:
Разность фаз между силой тока и
напряжением:
Средняя мощность в цепи:

12.

Резонанс в цепи
переменного тока

13.

Резонанс в цепи
переменного тока
Разность фаз между силой тока и
напряжением:
Средняя мощность в цепи:
Тогда средняя мощность в цепи:

14.

Резонанс в цепи
переменного тока
Резонанс в электрическом
колебательном контуре —
явление резкого возрастания
амплитуды вынужденных
колебаний силы тока или
напряжения при совпадении
частоты внешнего переменного
напряжения с собственной
частотой колебательного контура.
Резонансная кривая

15.

Резонанс в цепи
переменного тока
Вынужденные
колебания —
колебания, происходящие под
действием внешней
периодической силы.

16.

Резонанс в цепи
переменного тока
Вынужденные электромагнитные колебания —
периодические изменения силы
тока и напряжения в электрической
цепи, происходящие под действием
переменной ЭДС от внешнего
источника.
Если
то

17.

Резонанс в цепи
переменного тока
Резонанс в электрическом
колебательном контуре —
явление резкого возрастания
амплитуды вынужденных
колебаний силы тока (напряжения).
Резонансная кривая

18.

Резонанс в цепи
переменного тока
Полное сопротивление контура при
резонансе:
Амплитуда напряжений на катушке и
конденсаторе:
— резонансная частота.

19.

Резонанс в цепи
переменного тока
Резонанс напряжений —
резонанс, происходящий в
последовательном колебательном
контуре при его подключении к
источнику напряжения, частота
которого совпадает с собственной
частотой контура.
Острый резонанс

20.

Резонанс в цепи
переменного тока
Резонанс напряжений —
резонанс, происходящий в
последовательном колебательном
контуре при его подключении к
источнику напряжения, частота
которого совпадает с собственной
частотой контура.

21.

Резонанс в цепи
переменного тока
Резонанс напряжений —
резонанс, происходящий в
последовательном колебательном
контуре при его подключении к
источнику напряжения, частота
которого совпадает с собственной
частотой контура.
Микрофон
Генератор
колебаний
высокой
частоты
Модулирующее
устройство
Передающая
антенна

22.

Резонанс в цепи
переменного тока
Резонанс напряжений —
резонанс, происходящий в
последовательном колебательном
контуре при его подключении к
источнику напряжения, частота
которого совпадает с собственной
частотой контура.
Схема детекторного приёмного
устройства

23.

Резонанс в цепи
переменного тока
Резонанс напряжений —
резонанс, происходящий в
последовательном колебательном
контуре при его подключении к
источнику напряжения, частота
которого совпадает с собственной
частотой контура.

24.

Резонанс в цепи
переменного тока
Приложенное напряжение:
Силы токов на конденсаторе и катушке:
Разность фаз токов в ветвях:
Амплитуда тока во внешней цепи:
Если
то
и
~

25.

Резонанс в цепи
переменного тока
Резонанс токов (параллельный резонанс) —
явление резкого уменьшения
амплитуды силы тока во внешней
цепи, питающей параллельно
включённые конденсатор и катушку
индуктивности, при приближении
частоты приложенного напряжения
к резонансной частоте.

26.

Резонанс в цепи
переменного тока
Резонанс токов (параллельный резонанс) —
явление резкого уменьшения
амплитуды силы тока во внешней
цепи, питающей параллельно
включённые конденсатор и катушку
индуктивности, при приближении
частоты приложенного напряжения
к резонансной частоте.

27.

Задача. Контур, состоящий из конденсатора ёмкостью 507 мкФ, катушки индуктивностью
20 мГн и резистора сопротивлением 100 Ом, включили последовательно в сеть переменного
тока с частотой 50 Гц и напряжением 220 В. Определите силу тока в цепи, сдвиг фаз между
напряжением и силой тока, а также резонансную частоту контура.
ДАНО
РЕШЕНИЕ
Индуктивное сопротивление:
Ёмкостное сопротивление:
Так как
то в цепи наблюдается резонанс напряжений.
Сила резонансного тока:
Сдвиг фаз:
Резонансная частота:
ОТВЕТ: I = 2,2 А; φ = 0; νрез = 50 Гц.

28.

Выводы