Параллельным колебательным контуром называется цепь (рис. 9.1), составленная из катушки индуктивности и конденсатора, подключенных параллельно к выходным зажимам источника.
Если на входных зажимах действует источник с Ri = 0, то E =UK и согласно первому закону Кирхгофа I = IL + IC,
где
В зависимости от соотношения XL = ωL и XC =1/ωC можно наблюдать
три режима работы контура.
При XC> XL ток в индуктивной ветви
Этот ток отстает от напряжения на контуре на угол
Ток в емкостной ветви
Ток IC опережает напряжение на контуре на угол
Очевидно, что ток IC > IL. Ток I в неразветвленной части цепи опережает напряжение на контуре на угол φ, т. е. реактивная составляющая входного сопротивления имеет емкостный характер.
Векторная диаграмма токов и напряжения на контуре для этого режима приведена на рис. 9.2, а.
При ω L < 1/ ωC , IC < IL. Ток I в неразветвленной части цепи (рис. 9.2, б)отстает от напряжения на контуре на угол φ, т. е. реактивная составляющая входного сопротивления имеет индуктивный характер.
При ω0 L = 1/ω0 C, IC ≈ IL. Ток I в неразветвленной части цепи (рис. 9.2, в) совпадает по фазе с напряжением на контуре, т. е. реактивная составляющая входного сопротивления равна нулю. Режим цепи, при котором реактивная составляющая входной проводимости равна нулю, называется резонансом токов.
Резонансная частота с учетом RL и RC находится из условия равенства нулю реактивной составляющей входной проводимости
b = 0 при ω0′ , определяемой из условия
В случае идеального контура (RL = RC = 0) токи IL P = ICP в ветвях равны по величине и противоположны по фазе, следовательно, ток в неразветвленной цепи равен нулю. Контур не потребляет энергию от генератора и происходит периодическое колебание энергии между электрическим и магнитным полями конденсатора и индуктивности за счет первоначально внесенной энергии при подключении генератора.
Частотные характеристики параллельного контура
Комплексное входное сопротивление контура
при RL <<ωL и RC << 1/ωC
,
- входное сопротивление последовательного контура, составленного из тех же элементов
Разделив вещественную и мнимую часть комплексного входного сопротивления, получим:
Модуль входного сопротивления
Амплитудно-частотная характеристика
АЧХимеет
такой же вид, как и резонансная кривая последовательного контура; ФЧХ представляет собой зеркальное отображение ФЧХ последовательного контура.
XBX имеет максимум при
При питании контура от источника тока (источника с бесконечным внутренним сопротивлением) напряжение на контуре
т. е. график функции имеет вид предельной резонансной кривой, зависящей от соотношений ρ и R, как в последовательном колебательном контуре.
Передаточные функции параллельного контура
Комплексные передаточные функции контура по току
что аналогично АЧХ последовательного контура при выходном напряжении на емкости.
что совпадает с выражением для передаточной
функции по напряжению последовательного контура, когда напряжение снимается с индуктивности.
т. е. ток в контуре в Q раз больше тока в неразветвленной части цепи, поэтому явление резонанса называется резонансом токов.
Дата: 2019-07-23, просмотров: 727.