Elektrická rezonancia

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Prejsť na: navigácia, hľadanie
VFPt Solenoid correct2.svg
Elektromagnetizmus
Elektrina · Magnetizmus
Elektrostatika
Elektrický náboj
Coulombov zákon
Elektrické pole
Gaussov zákon
Elektrický potenciál
Magnetostatika
Ampérov zákon
Magnetické pole
Magnetický moment
Elektrodynamika
Elektrický prúd
Lorentzova sila
Elektromotorická sila
Elektromagnetická indukcia
Faradayov-Lenzov zákon
Posuvný prúd
Maxwellove rovnice
Elektromagnetické pole
Elektromagnetické žiarenie
Elektrický obvod
Elektrická vodivosť
Elektrický odpor
Elektrická kapacita
Elektrická indukčnosť
Elektrická impedancia
Elektrická rezonancia

Elektrická rezonancia v elektrickom oscilačnom obvode vzniká, pokiaľ je frekvencia budiacich kmitov zhodná s vlastnou frekvenciou oscilátora. Amplitúda nútených kmitov dosahuje najväčšiu výchylku v okamihu, keď frekvencia nútených kmitov dosiahne vlastnú frekvenciu oscilátora – táto frekvencia sa nazýva rezonančná frekvencia. Pri rezonančnej frekvencii nastane rezonancia oscilátora pričom amplitúda nútených kmitov je väčšia, ako by zodpovedalo amplitúde sily, príp. napätia, ktoré kmitanie spôsobilo. Rezonanciu môžeme považovať za vzájomné pôsobenie dvoch oscilátorov. Jeden je zdrojom núteného kmitania (oscilátor) a druhý sa pôsobením zdroja nútene rozkmitá (rezonátor).

Prvky rezonančného obvodu[upraviť | upraviť zdroj]

Cievka[upraviť | upraviť zdroj]

Keď je zapojená v AC (striedavom) obvode, prejavuje sa hlavne indukčnosť cievky. Indukčnosť je závislá na počte závitov cievky (n), na druhu jadra cievky atď. Čím viac závitov pri jednej a tej istej frekvencii cievka má tým je väčšia indukčnosť cievky (L). Zároveň však rastie aj ohmický odpor pre prechod nosičov náboja. Odpor cievky v AC obvode bude:

X_L = 2. \pi .f.L

Cievka má fázový posun + 90°.

Kondenzátor[upraviť | upraviť zdroj]

Kondenzátor sa v jednosmernom obvode prejavuje ako akumulátor po odpojení zo zdroja. Kondenzátor sa nabije a má opačnú polaritu ako zdroj. Premieňa sa tu elektrická energia na elektrostatickú energiu. Keď je kondenzátor zapojený v striedavom obvode, jeho odpor klesá s narastajúcou frekvenciou. Odpor kondenzátora v AC obvode bude:

X_C = 1/(2.\pi.f.c)

Kondenzátor má fázový posun -90°.

Pri malej kapacite kondenzátora a vysokej frekvencii predstavuje kondenzátor veľmi nízky odpor, preto vysoké frekvencie prejdú kondenzátorom, ktorý má jeden vývod spojený so zemou. To sa využíva napr. v NF zosilňovačoch. K odporu, ktorý je v emitore tranzistora, sa pripojí paralelne kondenzátor s malou kapacitou na odstránenie vysokých frekvencií. Malá kapacita predstavuje rádovo pF (10-12 F - piko farad).

Odpor[upraviť | upraviť zdroj]

Odpor sa v AC obvode správa tak, že fázový posun je 0°. Výsledná impedancia obvodu so zapojeným odporom, cievkou a kondenzátorom sa vypočíta ako Z=R+j\ (X_L - X_C). Dostaneme reálnu a imaginárnu zložku impedancie.


Rezonančný obvod[upraviť | upraviť zdroj]

Môže byť sériový alebo paralelný.

  • Sériový rezonančný obvod (SRO) je obvod, s troma členmi, R-L-C, zapojenými sériovo. Keď sa XL=XC, hovoríme, že obvod je v stave rezonancie a prejaví sa iba činný odpor (R), kde XL=2. \pi .fO.L, pričom fO je rezonančná frekvencia, čiže frekvencia, kedy sa XL a XC rovnajú (XL=XC), po úprave:
f_O = \frac{1}{2. \pi . \sqrt {L.C}}

Využitie[upraviť | upraviť zdroj]

Elektrická rezonancia sa využíva napr. v anténach mobilných telefónov, televíznych prijímačoch a iných komunikačných zariadeniach.