§ 1.13. РЕЗОНАНС НАПРУГ
В послідовного ланцюга з R, L і С (див. Рис. 1-16) прикладена напруга U дорівнює сумі падінь напруг на активному опорі, індуктивності та ємності. Векторна діаграма такого ланцюга зображена на малюнку 1-17, в, з якої знаходимо
Позначивши повний опір ланцюга через:
можна записати закон Ома для даної ланцюга:
У розглянутій ланцюга при навантаження є активно-індуктивному, а при активно-ємнісний.
Важливим є випадок, коли. Тоді струм в ланцюзі дорівнює
т, е. ланцюг в даному випадку має найменшу можливу опір, як ніби в неї включено лише активний опір. При цьому напруги на індуктивності і ємності зсунуті по фазі на, повністю компенсують один одного (рис. 1-17, в). Напруга, прикладена до ланцюга, дорівнює напрузі на активному опорі, і струм збігається по фазі з напругою. Цей випадок отримав назву резонансу напруг.
Отже, умовою резонансу напруг є рівність індуктивного і ємнісного опорів ланцюга:
Явище резонансу напруг має важливе значення для практики.
Перш за все, якщо в ланцюг з індуктивністю включити послідовно змінну ємність і поступово змінювати її, наприклад збільшуючи, то струм в ланцюзі буде спочатку рости до настання резонансу, а потім спадати (рис. 1-20). Зменшення реактивного опору кола за рахунок введення в ланцюг ємності називають послідовною компенсацією. При виходить недокомпенсація, при перекомпенсація, а при повна компенсація (струм стає максимальним, а. Такий спосіб компенсації іноді застосовують на практиці для підвищення в мережах. Поздовжня (послідовна) компенсація застосована, наприклад, в лінії електропередачі Куйбишев - Москва.
Крім того, якщо взяти відношення прикладеної напруги до напруги
індуктивного (або ємнісного) ділянки:
т. е. при напруга на реактивному ділянці (і рівне йому) виявиться більше прикладеного в раз. Це означає, щопри резонансі напруг на окремих ділянках Ланцюги можуть виникнути напруги, небезпечні для ізоляції обмоток приладів і машин, включених в даний ланцюг. Наприклад, при настанні резонансу напруг індуктивне напруга на обмотці трансформатора (рис. 1-21) може виявитися значно більше того напруги, на яку розрахована сама обмотка, в результаті чого ізоляція її буде пошкоджена.
Однак резонанс напруг може бути не тільки небажаним явищем, яке доводиться враховувати при розрахунках силових ланцюгів, але і корисним. Зокрема, в радіотехнічних коливальних контурах завдяки резонансу напруг отримують значне посилення слабких радіосигналів за рахунок утворення великих напруг на ємності й індуктивності. Для цього спеціально роблять індуктивний опір контуру у багато разів більше його активного опору