resonancia de corrientes

Conexión en paralelo de un capacitor y un inductor en un circuito de corriente alterna

Considere los fenómenos en la cadena. corriente alternaque contiene un generador, un capacitor y un inductor conectados en paralelo. Suponga que el circuito no tiene resistencia activa.

Obviamente, en tal circuito el voltaje tanto de la bobina como del capacitor en cualquier momento es igual al voltaje desarrollado por el generador.

La corriente total en un circuito consiste en las corrientes en sus ramas. La corriente en la rama inductiva se atrasa con respecto al voltaje en fase por un cuarto del período, y la corriente en la rama capacitiva se adelanta por el mismo cuarto del período. Por lo tanto, las corrientes en las ramas en cualquier instante de tiempo resultan estar desfasadas entre sí por medio período, es decir, están en antifase. Por lo tanto, las corrientes en las ramas en cualquier momento se dirigen entre sí, y la corriente total en la parte no ramificada del circuito es igual a su diferencia.

Esto nos da derecho a escribir la igualdad I = IL - circuito integral

donde- valor efectivo de la corriente total en el circuito, I L y circuito integrado: valores efectivos de las corrientes en las ramas.

Usando la ley de Ohm para determinar los valores efectivos de la corriente en las ramas, obtenemos:

Il = U / XL y Az° C = U / XC

Si el circuito está dominado por la resistencia inductiva, es decir. XL Más ▼ XC, la corriente en la bobina es menor que la corriente en el capacitor; por lo tanto, la corriente en la sección no ramificada del circuito es de naturaleza capacitiva y el circuito como un todo para el generador será capacitivo. Por el contrario, con XC mayor que XL, la corriente en el capacitor es menor que la corriente en la bobina; por lo tanto, la corriente en la sección no ramificada del circuito es inductiva, y el circuito como un todo para el generador será inductivo.

No hay que olvidar que en ambos casos la carga es reactiva, es decir el circuito no consume la potencia del generador.

resonancia de corrientes

Consideremos ahora el caso en que el capacitor y la bobina conectados en paralelo resultaron ser iguales en su reactancia, es decir XlL = X°C.

Si, como antes, suponemos que la bobina y el capacitor no tienen resistencia activa, entonces si sus reacciones son iguales (YL = Y° C) la corriente total en la parte no ramificada del circuito será cero, mientras que en las ramas igual las corrientes fluirán con mayor magnitud. En este caso, el fenómeno de las corrientes de resonancia se produce en el circuito.

En la resonancia actual, los valores efectivos de las corrientes en cada rama, determinados por las relaciones IL = U / XL y Аz° С = U / XC, serán iguales entre sí, de modo que XL = XC.

La conclusión a la que llegamos puede parecer bastante extraña a primera vista. De hecho, el generador está cargado con dos resistencias y no hay corriente en la parte no ramificada del circuito, mientras que las mismas y, además, las corrientes más grandes fluyen en las propias resistencias.

Esto se explica por el comportamiento del campo magnético de la bobina y campo electrico de un capacitor… En resonancia de corrientes, como en resonancia de voltaje, hay una fluctuación de energía entre el campo de la bobina y el campo del condensador. El generador, después de comunicar la energía al circuito, parece estar aislado. Se puede apagar por completo y la corriente en la parte ramificada del circuito se mantendrá sin generador por la energía que inicialmente almacena el circuito. Además, el voltaje a través de las terminales del circuito seguirá siendo exactamente el mismo que el desarrollado por el generador.

Así, cuando el inductor y el capacitor están conectados en paralelo, obtenemos un circuito oscilador que difiere del descrito anteriormente solo en que el generador que crea las oscilaciones no está conectado directamente al circuito y el circuito está cerrado. Gráficos de corrientes, voltaje y potencia en el circuito en resonancia de corrientes: a — la resistencia activa es igual a cero, el circuito no consume energía; b — el circuito tiene una resistencia activa, ha aparecido una corriente en la parte no ramificada del circuito, el circuito consume energía

L, C y e, en los que se produce la resonancia de corriente, están determinados, como en la resonancia de tensión (si despreciamos la resistencia activa del circuito), por la igualdad:

ωL = 1 / ω°C

Por lo tanto:

eres = 1 / 2π√LC

Lres = 1 / ω2C

Pieza = 1 / ω2L

Al cambiar cualquiera de estas tres cantidades, se puede lograr la igualdad Xl = X° C, es decir, convertir el circuito en un circuito oscilante.

Entonces, tenemos un circuito oscilante cerrado en el que podemos inducir oscilaciones eléctricas, es decir corriente alterna. Y si no fuera por la resistencia activa que posee todo circuito oscilante, podría existir continuamente en él una corriente alterna.La presencia de resistencia activa conduce al hecho de que las oscilaciones en el circuito disminuyen gradualmente y, para mantenerlas, se necesita una fuente de energía: un alternador.

En circuitos de corriente no sinusoidales, los modos resonantes son posibles para varios componentes armónicos.

Las corrientes resonantes son ampliamente utilizadas en la práctica. El fenómeno de la resonancia de corriente se utiliza en los filtros de paso de banda como una "pinza" eléctrica que retrasa una determinada frecuencia. Dado que existe una resistencia de corriente significativa a la frecuencia f, la caída de voltaje en el circuito a la frecuencia f será máxima. Esta propiedad del bucle se llama selectividad, se utiliza en los receptores de radio para aislar la señal de una estación de radio en particular. Un circuito oscilante que opera en un modo resonante de corrientes es uno de los componentes principales generadores electronicos.