Общие и методические замечания

Реактивные сопротивления (или проводимости) отдельных участков цепи могут иметь как положительное, так и отрицательное значение. В некоторых случаях происходит взаимная компенсация этих величин, и тогда говорят, что в рассматриваемой цепи наступил режим резонанса.

Резонансные явления в электрической цепи возникают при наличии в ней катушек индуктивности и конденсаторов.

Резонансом называется такой режим пассивной цепи, содержащей реактивные элементы, при котором реактивная составляющая ее входного сопротивления (входной проводимости) равна нулю. Ток на выходе цепи (если он не равен нулю) совпадает по фазе с напряжением на входе цепи.

При последовательном соединении конденсатора и катушки может возникнуть резонанс напряжений, при параллельном — резонанс токов.

Резонанс может наступить при изменении частоты источника питания или параметров элементов цепи.

При резонансе напряжений ток на участке цепи максимальный, на конденсаторе и на катушке могут возникнуть напряжения во много раз превышающие напряжение источника питания. Это превышение напряжения в одних случаях является нежелательным, так как может привести к пробою изоляции, т. е. к аварии в электротехнических установках. В других случаях повышение напряжения является полезным и нужным, что широко используется, например, в радиотехнике.

При параллельном соединении двух ветвей, в одну из которых включена катушка индуктивности, а в другую — конденсатор, может возникнуть резонанс токов. В идеальном случае (когда отсутствуют резисторы в параллельных ветвях) общий ток на. входе этих двух ветвей при резонансе равен нулю. В то же время токи ветвей, равные между собой по модулю и противоположные по фазе, могут быть весьма большими. Следует отметить, что в общем случае ток на входе цепи в случае резонанса токов не будет минимальным. Явление резонанса токов широко используется, в технике; в частности, в сталеплавильных печах.

При изменении частоты источника питания, последовательный резонансный контур беспрепятственно пропускает ток резонансной частоты, а параллельный контур, наоборот, препятствует прохождению тока резонансной частоты, т. е. эти контуры обладают фильтрующими свойствами. В технике существуют понятия: добротность и полоса пропускания колебательного контура.

При изучении настоящей главы необходимо обратить внимание на определение условий резонанса контура, его добротности и полосы пропускания. Следует отметить, что при изложении материала о резонансных явлениях широко используются сведения, изложенные в 4, 5, 6 главах. При всех затруднениях советуем обратиться к ним.