전류의 공명

교류 회로에서 커패시터와 인덕터의 병렬 연결

체인의 현상을 고려하십시오. 교류병렬로 연결된 발전기, 커패시터 및 인덕터를 포함합니다. 회로에 활성 저항이 없다고 가정합니다.

분명히 그러한 회로에서 코일과 커패시터의 전압은 항상 발전기에서 발생하는 전압과 같습니다.

회로의 총 전류는 분기의 전류로 구성됩니다. 유도성 분기의 전류는 주기의 1/4만큼 위상이 전압보다 뒤쳐지고, 용량성 분기의 전류는 주기의 같은 분기만큼 앞서게 됩니다. 따라서 임의의 순간에 분기의 전류는 서로에 대해 반주기만큼 위상 편이되는 것으로 판명됩니다. 즉, 역 위상입니다. 따라서 언제든지 분기의 전류는 서로를 향하고 회로의 분기되지 않은 부분의 총 전류는 그 차이와 같습니다.

이것은 우리에게 동등성을 쓸 권리를 부여합니다. I = IL -집적 회로

내가— 회로의 총 전류의 유효 값, I L 및 집적 회로 - 분기의 유효 전류 값.

옴의 법칙을 사용하여 분기에서 전류의 유효 값을 결정하면 다음을 얻습니다.

Il = U / XL 및 Az° C = U / XC

회로가 유도 저항에 의해 지배되는 경우, 즉. XL More ▼ XC, 코일의 전류가 커패시터의 전류보다 적습니다. 따라서 회로의 분기되지 않은 부분의 전류는 본질적으로 용량성이며 발전기의 전체 회로는 용량성입니다. 반대로 XC가 XL보다 크면 커패시터의 전류는 코일의 전류보다 적습니다. 따라서 회로의 분기되지 않은 부분의 전류는 유도성이며 발전기의 전체 회로는 유도성입니다.

두 경우 모두 부하가 반응적이라는 사실을 잊어서는 안 됩니다. 회로는 발전기의 전력을 소비하지 않습니다.

전류의 공명

이제 병렬로 연결된 커패시터와 코일의 리액턴스가 동일한 경우, 즉 XlL = X°C.

이전과 같이 코일과 커패시터에 활성 저항이 없다고 가정하면 반응이 같으면(YL = Y° C) 회로의 분기되지 않은 부분의 총 전류는 0이 되는 반면 분기에서는 전류는 가장 큰 크기로 흐를 것입니다. 이 경우 회로에서 공진 전류 현상이 발생합니다.

전류 공진에서 IL = U / XL 및 Аz° С = U / XC 비율로 결정되는 각 분기의 유효 전류 값은 서로 같으므로 XL = XC입니다.

우리가 도달한 결론은 언뜻 보기에는 다소 이상해 보일 수 있습니다. 실제로 발전기에는 두 개의 저항이 로드되어 있고 회로의 분기되지 않은 부분에는 전류가 없지만 저항 자체에는 동일하고 가장 큰 전류가 흐릅니다.

이것은 코일의 자기장의 거동에 의해 설명되며 커패시터의 전기장... 다음과 같이 전류의 공진에서 전압 공명, 코일의 필드와 커패시터의 필드 사이에 에너지 변동이 있습니다. 발전기는 회로에 에너지를 전달한 후 격리된 것처럼 보입니다. 완전히 끌 수 있으며 회로의 분기 부분의 전류는 회로가 초기에 저장하는 에너지에 의해 발전기 없이 유지됩니다. 또한 회로 단자 양단의 전압은 발전기에서 생성된 전압과 정확히 동일하게 유지됩니다.

따라서 인덕터와 커패시터를 병렬로 연결하면 발진을 생성하는 발전기가 회로에 직접 연결되지 않고 회로가 닫힌다는 점에서만 위에서 설명한 것과 다른 발진기 회로를 얻었습니다. 전류 공진 시 회로의 전류, 전압 및 전력 그래프: a — 능동 저항이 0이고 회로가 에너지를 소비하지 않습니다. b — 회로에 활성 저항이 있고 회로의 분기되지 않은 부분에 전류가 나타 났으며 회로는 에너지를 소비합니다

전류 공진이 발생하는 L, C 및 e는 전압 공진에서와 같이(회로의 활성 저항을 무시하는 경우) 다음과 같은 식으로 결정됩니다.

ωL = 1 / ω°C

그러므로:

eres = 1 / 2π√LC

Lres = 1 / ω2C

조각 = 1 / ω2L

이 세 가지 값 중 하나를 변경하면 등식 Xl = X°C를 얻을 수 있습니다. 즉, 회로를 진동 회로로 전환할 수 있습니다.

따라서 전기 진동을 유도할 수 있는 폐쇄 발진 회로가 있습니다. 교류. 그리고 모든 진동회로가 가지고 있는 능동저항이 없다면 그 안에는 교류가 계속해서 존재할 것이다.능동 저항의 존재는 회로의 진동이 점차 감소하고 이를 유지하기 위해 에너지원인 교류 발전기가 필요하다는 사실로 이어집니다.

비정현파 전류 회로에서는 다양한 고조파 구성 요소에 대해 공진 모드가 가능합니다.

공진 전류는 실제로 널리 사용됩니다. 전류 공진 현상은 대역 통과 필터에서 특정 주파수를 지연시키는 전기 "클램프"로 사용됩니다. 주파수 f에서 상당한 전류 저항이 있기 때문에 주파수 f에서 회로의 전압 강하는 최대가 됩니다. 루프의 이 속성을 선택성이라고 하며 라디오 수신기에서 특정 라디오 방송국의 신호를 분리하는 데 사용됩니다. 전류의 공진 모드에서 작동하는 발진 회로는 주요 구성 요소 중 하나입니다. 전자 발전기.