Параллельный
Параллельный резонанс
В цепи, где индуктивности и конденсаторы соединены параллельно, когда ёмкость конденсатора точно обеспечивает совпадение по фазе напряжения и тока в цепи, то есть когда вся энергия источника питания потребляется резистором и цепь становится чисто резистивной, это явление называется параллельным резонансом. Параллельный резонанс представляет собой полную компенсацию, при которой источнику питания не требуется поставлять реактивную мощность — только активная мощность, необходимая резистору. Во время резонанса общий ток в цепи минимален, в то время как токи в отдельных ветвях зачастую превышают общий ток цепи. Поэтому параллельный резонанс также называют резонансом токов.
Принцип параллельного резонанса
В колебательном контуре, где индуктивность, ёмкость и внешний переменный ток образуют последовательный резонанс, а индуктивность и ёмкость соединены параллельно, индуктивная катушка обычно представляется в виде последовательного соединения сопротивления и индуктивности. Потери и токи утечки конденсаторов, как правило, малы и могут быть пренебрежены при определённых условиях. Если индуктивность и ёмкость контура значительно больше сопротивления, то есть ω L (ω C)>>R, собственную частоту параллельного контура можно приближённо выразить как f=1/2 π LC. Если добротность Q, индуктивность L и ёмкость C удовлетворяют определённым условиям, при которых индуктивная и ёмкостная проводимости параллельного контура становятся равными, то есть BL=BC (где BL=ω L, BC=1/ω C), так что полная проводимость B становится равной нулю (B=BL — BC=0), тогда ток и напряжение будут находиться в фазе (ω=0); это явление называется параллельным резонансом R, L и C.
Условия возникновения параллельного резонанса
Параллельный резонанс представляет собой полную компенсацию, при которой источник питания не должен поставлять реактивную мощность, а лишь активную мощность, необходимую резистору. Во время резонанса общий ток в цепи минимизируется, в то время как ток в ветвях зачастую превышает общий ток цепи. Поэтому параллельный резонанс также называют резонансом токов. При возникновении параллельного резонанса через индуктивные и ёмкостные компоненты протекает большой ток, что может вызвать аварийные ситуации, например перегорание предохранителей или повреждение электрооборудования; однако в радиотехнике его часто используют для выделения сигналов и подавления помех.
Характеристики параллельного резонансного контура
1. Если внешняя частота выше резонансной частоты, импеданс цепи имеет ёмкостной характер и эквивалентен конденсатору
2. Если внешняя частота равна резонансной частоте, импеданс цепи является чисто резистивным и имеет максимальное значение; в практических приложениях такая цепь называется частотно-избирательной цепью
3. Если внешняя частота ниже резонансной частоты, цепь становится индуктивной, эквивалентной индуктивной катушке
Таким образом, когда последовательный или параллельный резонансный контур не настроен на частоту сигнала, сигнал, проходящий через него, претерпевает фазовый сдвиг (т.е. фазовую дисторсию)
Опасности параллельного резонанса
Когда в силовых линиях возникает параллельный резонанс, ток в ветви зачастую значительно превышает общий ток цепи, вызывая аварии, такие как перегорание предохранителей, отключение выключателей или повреждение электрического оборудования. Однако в радиотехнике его часто используют для выбора сигналов и подавления помех.