Шпаргалка по "Физике"

Резонанс напряжений. При резонансе  напряжений  индуктивное сопротивление XL равно емкостному Хс и полное сопротивление Z становится равным активному сопротивлению R:

В этом случае напряжения на индуктивности UL и емкости Uc равны и находятся  в противофазе, поэтому при сложении они компенсируют друг друга. Если активное сопротивление цепи R невелико, ток  в цепи резко возрастает, так как  реактивное сопротивление цепи X = XL—Xс  становится равным нулю. При этом ток I совпадает по фазе с напряжением U и I=U/R. Резкое возрастание тока в  цепи при резонансе напряжений вызывает такое же возрастание напряжений UL и Uc, причем их значения могут во много раз превышать напряжение U источника, питающего цепь.

Отсюда имеем

Если плавно изменять угловую частоту  источника, то полное сопротивление Z сначала  начинает уменьшаться, достигает наименьшего  значения при резонансе напряжений, а затем увеличивается (рис. 197, а). В соответствии с этим ток I в цепи сначала возрастает, достигает наибольшего  значения при резонансе, а затем  уменьшается.

Резонанс токов может возникнуть при параллельном соединении индуктивности  и емкости (рис. 198, а). В идеальном  случае, когда в параллельных ветвях отсутствует активное сопротивление (R1=R2 = 0), условием резонанса токов  является равенство реактивных сопротивлений  ветвей, содержащих индуктивность и  емкость, т. е. ?oL = 1/(?oC). Так как в  рассматриваемом случае активная проводимость G = 0, ток в неразветвленной части

цепи при резонансе I=U?(G2+(BL-BC)2)= 0. Значения токов в ветвях I1 и I2 будут  равны (рис. 198,б), но токи будут сдвинуты по фазе на 180° (ток IL в индуктивности  отстает по фазе от напряжения U на 90°, а ток в емкости I с опережает  напряжение U на 90°). Следовательно, такой  резонансный контур представляет собой  для тока I бесконечно большое сопротивление  и электрическая энергия в  контур от источника не поступает. В  то же время внутри контура протекают  токи IL и Iс, т. е. имеет место процесс  непрерывного обмена энергией внутри контура. Эта энергия переходит  из индуктивности в емкость и  обратно.

Как следует из формулы (74), изменяя  значения емкости С или индуктивности L, можно изменять частоту колебаний ?0 электрической энергии и тока в контуре, т. е. осуществлять настройку  контура на требуемую частоту. Если бы в ветвях, в которых включены индуктивность и емкость, не было активного сопротивления, этот процесс  колебания энергии продолжался  бы бесконечно долго, т. е. в контуре  возникли бы незатухающие колебания  энергии и токов IL и Iс. Однако реальные катушки индуктивности и конденсаторы всегда поглощают электрическую энергию (из-за наличия в катушках активного сопротивления проводов и возникновения

в конденсаторах токов смещения, нагревающих диэлектрик), поэтому  в реальный контур при резонансе  токов поступает от источника  некоторая электрическая энергия  и по неразветвленной части цепи протекает некоторый ток I.

Условием резонанса в реальном резонансном контуре, содержащем активные сопротивления R1 и R2, будет равенство  реактивных проводимостей BL = BC ветвей, в которые включены индуктивность  и емкость.

Из рис. 198, в следует, что ток I в неразветвленной части цепи совпадает по фазе с напряжением U, так как реактивные токи 1L и Iс  равны, но противоположны по фазе, вследствие чего их векторная сумма равна  нулю.

Если в рассматриваемой параллельной цепи изменять частоту ?о источника  переменного тока, то полное сопротивление  цепи начинает увеличиваться, достигает  наибольшего значения при резонансе, а затем уменьшается (см. рис. 197,б). В соответствии с этим ток I начинает уменьшаться, достигает наименьшего  значения Imin = Ia при резонансе, а затем  увеличивается.

В реальных колебательных контурах, содержащих активное сопротивление, каждое колебание тока сопровождается потерями энергии. В результате сообщенная контуру  энергия довольно быстро расходуется  и колебания тока постепенно затухают. Для получения незатухающих колебаний  необходимо все время пополнять  потери энергии в активном сопротивлении, т. е. такой контур должен быть подключен  к источнику переменного тока соответствующей частоты ?0.

Явления резонанса напряжения и  тока и колебательный контур получили весьма широкое применение в радиотехнике и высокочастотных установках. При  помощи колебательных контуров мы получаем токи высокой частоты в различных  радиоустройствах и высокочастотных  генераторах. Колебательный контур — важнейший элемент любого радиоприемника. Он обеспечивает его избирательность, т. е. способность выделять из радиосигналов  с различной длиной волны (т. е. с  различной частотой), посланных различными радиостанциями, сигналы определенной радиостанции.

51. В ТЕТРАДИ

52. Зако́н электромагни́тной инду́кции Фараде́я является основным законом электродинамики, касающимся принципов работы трансформаторов, дросселей, многих видов электродвигателей и генераторов.[1] Закон гласит:

Для любого замкнутого контура индуцированная электродвижущая сила (ЭДС) равна  скорости изменения магнитного потока, проходящего через этот контур.[1]

или другими словами:

Генерируемая ЭДС пропорциональна  скорости изменения магнитного потока.