प्रवाहांचा अनुनाद

पर्यायी करंट सर्किटमध्ये कॅपेसिटर आणि इंडक्टरचे समांतर कनेक्शन

साखळीतील घटनांचा विचार करा पर्यायी प्रवाहसमांतर जोडलेले जनरेटर, कॅपेसिटर आणि इंडक्टर असलेले. असे गृहीत धरा की सर्किटमध्ये सक्रिय प्रतिकार नाही.

साहजिकच, अशा सर्किटमध्ये कॉइल आणि कॅपेसिटर या दोन्हींचे व्होल्टेज कोणत्याही वेळी जनरेटरने विकसित केलेल्या व्होल्टेजइतके असते.

सर्किटमधील एकूण विद्युतप्रवाहात त्याच्या शाखांमधील प्रवाह असतात. प्रेरक शाखेतील विद्युत् प्रवाह टप्प्यातील व्होल्टेजला कालावधीच्या एक चतुर्थांशाने मागे टाकतो आणि कॅपेसिटिव्ह शाखेतील विद्युत् प्रवाह त्याच कालावधीच्या चतुर्थांशाने पुढे नेतो. म्हणून, शाखांमधील प्रवाह कोणत्याही क्षणी अर्ध्या कालावधीने एकमेकांच्या तुलनेत फेज-शिफ्ट होतात, म्हणजेच ते अँटीफेसमध्ये असतात. अशा प्रकारे, कोणत्याही वेळी शाखांमधील प्रवाह एकमेकांकडे निर्देशित केले जातात आणि सर्किटच्या शाखा नसलेल्या भागामध्ये एकूण प्रवाह त्यांच्या फरकाइतके असतो.

हे आम्हाला समानता I = IL -इंटग्रल सर्किट लिहिण्याचा अधिकार देते

जिथे मी- सर्किटमधील एकूण विद्युत् प्रवाहाचे प्रभावी मूल्य, I L आणि एकात्मिक सर्किट — शाखांमधील प्रवाहांची प्रभावी मूल्ये.

शाखांमधील विद्युत् प्रवाहाची प्रभावी मूल्ये निर्धारित करण्यासाठी ओमचा नियम वापरून, आम्हाला मिळते:

Il = U / XL आणि Az° C = U / XC

जर सर्किटमध्ये प्रेरक प्रतिकारांचे वर्चस्व असेल, म्हणजे. XL अधिक ▼ XC, कॉइलमधील करंट कॅपेसिटरमधील करंटपेक्षा कमी आहे; त्यामुळे सर्किटच्या शाखा नसलेल्या विभागातील विद्युतप्रवाह कॅपॅसिटिव्ह आहे आणि जनरेटरसाठी संपूर्ण सर्किट कॅपेसिटिव्ह असेल. याउलट, XL पेक्षा जास्त XC सह, कॅपेसिटरमधील विद्युत् प्रवाह कॉइलमधील करंटपेक्षा कमी असतो; त्यामुळे सर्किटच्या शाखा नसलेल्या विभागातील विद्युत प्रवाह प्रेरक आहे आणि जनरेटरसाठी संपूर्ण सर्किट प्रेरक असेल.

हे विसरले जाऊ नये की दोन्ही प्रकरणांमध्ये लोड प्रतिक्रियाशील आहे, म्हणजे. सर्किट जनरेटरची शक्ती वापरत नाही.

प्रवाहांचा अनुनाद

समांतर जोडलेले कॅपेसिटर आणि कॉइल त्यांच्या प्रतिक्रियेमध्ये समान असल्याचे आता आपण विचार करूया. XlL = X°C.

जर, पूर्वीप्रमाणे, आपण असे गृहीत धरले की कॉइल आणि कॅपेसिटरमध्ये सक्रिय प्रतिकार नाही, तर त्यांच्या प्रतिक्रिया समान असल्यास (YL = Y° C) सर्किटच्या शाखा नसलेल्या भागामध्ये एकूण विद्युत प्रवाह शून्य असेल, तर शाखांमध्ये समान असेल. प्रवाह सर्वात मोठ्या प्रमाणात वाहतील. या प्रकरणात, सर्किटमध्ये अनुनाद प्रवाहांची घटना घडते.

वर्तमान अनुनादात, प्रत्येक शाखेतील प्रवाहांची प्रभावी मूल्ये, IL = U / XL आणि Аz° С = U / XC या गुणोत्तरांद्वारे निर्धारित केली जातात, जेणेकरून XL = XC.

आम्ही पोहोचलेला निष्कर्ष पहिल्या दृष्टीक्षेपात विचित्र वाटू शकतो. खरं तर, जनरेटर दोन प्रतिकारांनी लोड केलेला असतो आणि सर्किटच्या शाखा नसलेल्या भागामध्ये कोणताही प्रवाह नसतो, तर समान आणि शिवाय, सर्वात मोठे प्रवाह स्वतःच प्रतिरोधांमध्ये वाहतात.

हे कॉइलच्या चुंबकीय क्षेत्राच्या वर्तनाद्वारे स्पष्ट केले आहे आणि कॅपेसिटरचे विद्युत क्षेत्र… प्रवाहांच्या अनुनाद वेळी, जसे मध्ये व्होल्टेज अनुनाद, कॉइलच्या फील्ड आणि कॅपेसिटरच्या फील्डमध्ये ऊर्जा चढउतार आहे. जनरेटर, सर्किटला उर्जा संप्रेषण केल्यानंतर, वेगळे केलेले दिसते. ते पूर्णपणे बंद केले जाऊ शकते आणि सर्किटच्या ब्रँच केलेल्या भागामध्ये विद्युतप्रवाह जनरेटरशिवाय चालू ठेवला जाईल जे सर्किट सुरुवातीला साठवते. तसेच, सर्किट टर्मिनल्समधील व्होल्टेज जनरेटरने विकसित केलेल्या व्होल्टेजप्रमाणेच राहील.

अशाप्रकारे, जेव्हा इंडक्टर आणि कॅपेसिटर समांतर जोडलेले असतात, तेव्हा आम्हाला एक ऑसीलेटर सर्किट प्राप्त होते जे वर वर्णन केलेल्या पेक्षा वेगळे असते फक्त त्यात दोलन निर्माण करणारा जनरेटर थेट सर्किटशी कनेक्ट केलेला नाही आणि सर्किट बंद आहे. प्रवाहांच्या अनुनादात सर्किटमधील प्रवाह, व्होल्टेज आणि शक्तीचे आलेख: a — सक्रिय प्रतिकार शून्याच्या बरोबरीने आहे, सर्किट ऊर्जा वापरत नाही; b — सर्किटमध्ये सक्रिय प्रतिकार असतो, सर्किटच्या शाखा नसलेल्या भागात एक विद्युत प्रवाह दिसून येतो, सर्किट ऊर्जा वापरते

L, C आणि e, ज्यावर वर्तमान अनुनाद होतो, ते समानतेद्वारे निर्धारित केले जातात, जसे की व्होल्टेज रेझोनान्स (जर आपण सर्किटच्या सक्रिय प्रतिकाराकडे दुर्लक्ष केले तर):

ωL = 1 / ω° से

म्हणून:

eres = 1 / 2π√LC

Lres = 1 / ω2C

तुकडा = 1 / ω2L

या तीनपैकी कोणतेही परिमाण बदलून, समानता Xl = X° C मिळवता येते, म्हणजे, सर्किटला दोलन सर्किटमध्ये बदला.

तर, आमच्याकडे एक बंद दोलन सर्किट आहे ज्यामध्ये आम्ही विद्युत दोलन प्रेरित करू शकतो, म्हणजे. पर्यायी प्रवाह. आणि जर प्रत्येक दोलायमान सर्किटमध्ये सक्रिय प्रतिकार नसता, तर त्यामध्ये एक पर्यायी प्रवाह सतत अस्तित्वात असू शकतो.सक्रिय प्रतिकाराच्या उपस्थितीमुळे सर्किटमधील दोलन हळूहळू नष्ट होतात आणि त्यांना राखण्यासाठी उर्जा स्त्रोत आवश्यक आहे - एक अल्टरनेटर.

नॉन-साइनसॉइडल वर्तमान सर्किट्समध्ये, विविध हार्मोनिक घटकांसाठी रेझोनंट मोड शक्य आहेत.

रेझोनंट प्रवाहांचा सराव मध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो. विद्युत् "क्लॅम्प" म्हणून बँडपास फिल्टरमध्ये वर्तमान अनुनादाची घटना वापरली जाते जी विशिष्ट वारंवारता विलंब करते. फ्रिक्वेंसी f वर लक्षणीय वर्तमान प्रतिरोध असल्याने, सर्किटमध्ये वारंवारता f वर व्होल्टेज ड्रॉप जास्तीत जास्त असेल. लूपच्या या गुणधर्माला सिलेक्टिव्हिटी म्हणतात, हे रेडिओ रिसीव्हर्समध्ये विशिष्ट रेडिओ स्टेशनचे सिग्नल वेगळे करण्यासाठी वापरले जाते. विद्युत् प्रवाहांच्या रेझोनंट मोडमध्ये कार्यरत एक दोलन सर्किट हे मुख्य घटकांपैकी एक आहे इलेक्ट्रॉनिक जनरेटर.