Ако индукторите и кондензаторите са свързани последователно към променлива верига, те ще действат по свой начин върху генератора, който захранва веригата и фазовата връзка между тока и напрежението.
Индукторите въвеждат фазово изместване, при което токът причинява напрежението да изостава с една четвърт цикъл, докато кондензаторите причиняват напрежението и тока във веригата да изостават с една четвърт цикъл. Следователно, ефектът на индуктивността и съпротивлението върху фазовото изместване между ток и напрежение във верига е противоположен на този на капацитивното съпротивление.
Това води до факта, че общото фазово изместване между ток и напрежение във верига зависи от съотношението на индуктивно съпротивление към капацитивно съпротивление.
Ако стойността на капацитивното съпротивление на една верига е по -голяма от индуктивната стойност, тогава веригата е по същество капацитивна, което означава, че напрежението изостава от фазата на тока. Напротив, ако индуктивността и съпротивлението на веригата са по -големи от капацитивната индуктивност, напрежението е преди тока, така че веригата е индуктивна.
Поради противоположните ефекти на тези резистори във веригата, един от резисторите XC е обозначен като отрицателен знак, докато общата реактивност се определя от следната формула:
Прилагайки закона на Ом към тази верига, получаваме:
Тази формула може да бъде преобразувана, както следва:
Ефективната стойност на общия компонент на напрежението в XL веригата може да преодолее индуктивността и съпротивлението на веригата, докато ефективната стойност на общия компонент на напрежението в IX C веригата може да преодолее капацитивното съпротивление.
Следователно, общото напрежение на верига, съставена от серийна връзка на намотки и кондензатори, може да се счита за състоящо се от два термина, чиито стойности зависят от индуктивността и устойчивостта на капацитет на веригата.
Вярваме, че тази верига няма активни резистори. Ако обаче активното съпротивление на веригата е много малко и може да бъде игнорирано, общото съпротивление на веригата се определя от следната формула:
Където r е общото активно съпротивление на веригата, а xl - xc е общата му реактивност. Имаме право да напишем формулата за закона на Ом:
Комуникационен резонанс
Индуктивните и капацитивните резистори, свързани последователно, ще доведат до по -малко фазово изместване между ток и напрежение в променлива верига в сравнение с включването отделно във веригата.
С други думи, поради едновременното действие на тези два реактора с различни свойства във веригата, възниква компенсация за фазово изместване (взаимно унищожаване).
Пълна компенсация, тоест, когато индуцираното съпротивление е равно на веригата, тоест, когато съпротивлението на капацитета на x претърпя пълно елиминиране на фазовото изместване между тока и напрежението в тази верига xl=x. Това е същото, когато ω l =1/Ω C.
В този случай веригата ще се държи като чист активен резистор, сякаш няма налични намотки или кондензатори. Стойността на този резистор се определя от сумата от ефективното съпротивление на бобината и свързващия проводник. В този случай ефективната стойност на тока във веригата ще бъде максимална и определена от формулата I=U/r на закона на Ом, където R. вече е зададен вместо R.
В същото време прокси напрежението ще стане равно между бобината Ø l=me xl и кондензаторът UC=me xc и ще бъде възможно най -голям. В случай, че активното съпротивление на веригата е малко, тези напрежения могат да надвишават няколко пъти повече от общото напрежение U на клемите на веригата. Това интересно явление се наричаРезонанс на сериятав електротехниката.
На снимката. Фигурата показва кривите на напрежението, тока и мощността на серийния резонанс във веригата.
Трябва да се помни, че импедансите XL и XC са променливи в зависимост от честотата на тока и има поне лека модификация на тяхната честота, например, увеличаване до xl=ω L ще се увеличи. Следователно, резонансът на напрежението веднага се унищожава във веригата и заедно с активното съпротивление във веригата се появява реакция. Ако размерът на индуктивността или капацитета на веригата е променен, ще се случи същата ситуация.
ПрезРезонанс на серията, Силата на източника на тока ще се използва само за преодоляване на активното съпротивление на веригата, тоест за загряване на проводника.
Всъщност във верига с индуктор, съществува енергиен резонанс, който се отнася до периодичния преход на енергия от генератора към магнитното поле на бобината. В вериги с кондензатори се случва същото, но поради енергията на електрическото поле на кондензатора. Във верига с кондензатори и индуктори по време на резонанс на серията (xl=xc), енергията, освободена от веригата, периодично се прехвърля от намотката в кондензатора и обратно. Само консумацията на енергия, необходима за преодоляване на активното съпротивление на веригата, пада върху източника на тока. Следователно при липса на генератор енергията се обменя между кондензатори и намотки.
Трябва да се преодолее само резонансът на ценовото налягане, тъй като енергията на магнитното поле на бобината става неравномерна за енергията на електрическото поле на кондензатора и ще има излишна енергия по време на обмена на енергия между тези магнитни полета, които периодично ще текат от източника на енергия към веригата или обратно към веригата.
Това явление е много подобно на това при главна пружина. Ако не беше силата на триене, възпрепятстваща движението му, махалото може да резонира непрекъснато без помощта на пружина (или натоварване на часовника).
Пружината информира махалото на част от енергията си в подходящия момент, като й помага да преодолее триенето и да гарантира непрекъснатостта на вибрацията.
По същия начин, във верига, когато съществува резонанс, източникът на тока изразходва енергия само за преодоляване на активното съпротивление на веригата, като по този начин поддържа процеса на резонанс.
Следователно, нашето заключение е, че при определени условия XL=XC, променливотоковата верига, състояща се от генератор, и серия свързан индуктор и кондензатор се превръща в резонансна система. Този тип верига се нарича резонансна верига.
От уравнението xl=xc, можем да определим честотната стойност на генератора, къдетоРезонанс на сериятавъзниква:
Стойностите на капацитета и индуктивността на схемата, която изпитваРезонанс на серията
Следователно, промяната на всяко от тези три количества (F Res, L и C) може да причини резонанс на серията във веригата, превръщайки го в резонансна верига.