ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
РЕЗОНАНС, резонанса, мн. нет, муж. (от лат. resonans - дающий отзвук).
1. Ответное звучание одного из двух тел, настроенных в унисон (физ.).
2. Способность увеличивать силу и длительность звука, свойственная помещениям, внутренняя поверхность которых может отражать звуковые волны. В концертном зале хороший резонанс. В комнате плохой резонанс.
3. Возбуждение колебания тела, вызываемое колебаниями другого тела той же частоты и передаваемое находящейся между ними упругой средой (мех.).
4. Соотношение между самоиндукцией и ёмкостью в цепи переменного тока, вызывающее максимальные электромагнитные колебания данной частоты (физ., радио).
5. перен. Отзвук, отголосок (книжн.).
Толковый словарь Ушакова. 1935-1940
КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ КОНТУР – состоит из катушки индуктивности и конденсатора, различают ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ колебательный контур и ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ колебательный контур.
ЧАСТОТА КОНТУРА – в электрической цепи, содержащей катушки индуктивности L и конденсаторы C, возможны свободные гармонические колебания энергии между магнитным полем катушки и электрическим полем конденсатора, называемые свободными или собственными, зависят от структуры цепи и параметров её отдельных элементов: индуктивностью, ёмкостью и сопротивлением потерь (L, C, R). Частота контура определяется формулой Томсона:
РЕАКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ - величина сопротивления переменному току, на реактивной (ёмкостной или индуктивной) нагрузке; измеряется в Омах. В отличие от АКТИВНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ, реактивное сопротивление меняется с изменением частоты приложенного тока. Реактивное сопротивление выражается формулой:
где φ - сдвиг фазы между током и напряжением. Реактивное сопротивление в отличие от активного сопротивления может иметь как положительный знак, так и отрицательный. Знак соответствует знаку сдвига фазы между током и напряжением - положителен при отставании тока от напряжения и отрицателен при его опережении.
Реактивное сопротивление катушки с индуктивностью L называется индуктивным и выражается следующей формулой:
Реактивное сопротивление конденсатора с ёмкостью C называется ёмкостным и выражается формулой:
Из формул видно, что при увеличении частоты, реактивное сопротивление катушки индуктивности увеличивается, а емкостное – уменьшается.
РЕЗОНАНС В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ возникает, если частота внешнего источника колебаний, воздействующего на контур, совпадает с собственной частотой данного контура. Условие резонанса - это равенство величин реактивных сопротивлений катушки индуктивности и ёмкости.
При этом общее реактивное сопротивление ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО КОНТУРА для токов частоты внешнего источника становится равно нулю и в цепи наблюдается максимум тока, происходит РЕЗОНАНС НАПРЯЖЕНИЙ.
Т.е. на некоторой частоте, реактивные сопротивления катушки и конденсатора становятся равны по значению, но противоположны по знаку, при этом общее реактивное сопротивление цепи, для тока этой частоты, обращается в нуль. На этой частоте (ЧАСТОТЕ РЕЗОНАНСА) в цепи наблюдается максимум тока, который ограничен только омическими потерями в катушке. Напряжение на катушке опережает ток на 90°, а напряжение на конденсаторе отстает от тока на 90°, т.е. между этими напряжениями сдвиг фаз равен 180°.
ПРИМЕНЯЕТСЯ в схемотехнике, если необходимо пропустить сигнал определённой частоты и отфильтровать все другие.
В ПАРАЛЛЕЛЬНОМ КОНТУРЕ на РЕЗОНАНСНОЙ ЧАСТОТЕ индуктивная и емкостная ветви оказывают равное и бесконечно большое (в идеальном случае) сопротивление переменному току внешнего источника; амплитуда собственных электромагнитных колебаний контура возрастает (ток внутри контура во много раз больше, чем ток источника), т.е. колебательный контур способен обеспечить усиление по напряжению; сопротивление контура становится чисто активным (резистивным), происходит РЕЗОНАНС ТОКОВ. По отношению к напряжению ток в катушке отстает на 90°, а ток в ёмкости опережает напряжение на 90°, т.е. друг относительно друга токи сдвинуты по фазе на 180°. Отношение падения напряжения на реактивном сопротивлении контура (на индуктивности или на ёмкости) к падению напряжения на активном сопротивлении определяет усиление напряжения и называется ДОБРОТНОСТЬЮ КОНТУРА.
ПРИМЕНЯЕТСЯ, если необходимо воспрепятствовать прохождению сигнала определенной частоты (фильтр - пробка), или наоборот, выделить необходимую частоту, например в радиотехнических цепях.