Al estudiar la electrónica y los procesos asociados a ella, no se puede ignorar un concepto tan importante como la resonancia actual. Además de en la electrónica, este fenómeno físico se ha aplicado en muchos campos, incluida la ingeniería eléctrica e incluso la medicina.
Dado que la resonancia actual se utiliza activamente en la vida cotidiana, es necesario comprender sus características y principios de aparición. y áreas de aplicación es necesaria no solo para los especialistas, sino también para todos los que estén interesados en este tema y que trabajen en áreas relacionadas. áreas.
Contenido:
- Definición y significado físico.
- Conceptos básicos de la resonancia de bucle paralelo
- Análisis del fenómeno de resonancia en un circuito paralelo.
- Fórmulas y cálculos para corrientes resonantes.
- Comparación de resonancia paralela y en serie.
- Diferencias y condiciones para la aparición de resonancia de corriente paralela.
- Aplicación práctica de resonancia en serie y en paralelo
- Aspectos prácticos de la resonancia actual en un circuito oscilante paralelo.
- Métodos de configuración de circuitos
- Cálculo de capacitancia e inductancia resonantes.
- Áreas de uso
- Aplicaciones industriales y tecnológicas.
- Ingeniería de telecomunicaciones y radio
- La importancia del fenómeno para la electrónica y la ingeniería eléctrica modernas
- Conclusión
Definición y significado físico.
La resonancia de corriente es un fenómeno físico que se caracteriza porque la corriente en un circuito eléctrico alcanza su valor máximo en presencia de una determinada frecuencia de corriente alterna. Este fenómeno sólo es posible en un circuito con corriente alterna, ya que los elementos obligatorios que provocan la resonancia son la capacitancia y la inductancia, sintonizadas a la misma frecuencia.
El significado físico del fenómeno queda claro cuando se considera el lado energético del proceso. La resonancia ocurre cuando la energía almacenada en el campo magnético de la bobina se vuelve igual a la energía del campo eléctrico del capacitor. En este caso, las oscilaciones son de fase opuesta, por lo que se intercambia energía.
Conceptos básicos de la resonancia de bucle paralelo
Una resonancia que ocurre en un circuito oscilatorio paralelo o circuito rlc se considera paralela. Un circuito en paralelo contiene 3 elementos principales: r representa resistencia, l representa inductancia y c representa capacitancia. Cada elemento juega un papel importante en la creación de resonancia.
La condición principal bajo la cual el circuito oscilatorio entra en resonancia es la creación de la igualdad XL = XC. En este caso, la resistencia del circuito oscilatorio a la corriente alterna aumenta significativamente, es decir, aparece una resistencia resonante, expresada por la fórmula R res = L / CR.
Análisis del fenómeno de resonancia en un circuito paralelo.
La aparición de resonancia en un circuito paralelo ocurre cuando cambia el voltaje que se le aplica con frecuencia, la inductancia de la bobina o la capacitancia del capacitor. En este caso, el valor de la frecuencia angular necesaria para crear resonancia está determinado por la fórmula v (0) = 1/√LC.
Cuando se cumplen ciertas condiciones, la reactancia es cero y se activa la resistencia equivalente. En este caso, el voltaje y la corriente de entrada están en fase. Esto es resonancia, y la relación presentada se convierte en la condición principal para su aparición.
Fórmulas y cálculos para corrientes resonantes.
Existen varias fórmulas de análisis y cálculo bien conocidas, cada una de las cuales tiene como objetivo determinar una característica específica.
Tres fórmulas básicas:
- La fórmula que determina la frecuencia de resonancia es fres = 1/(2π√LC);
Aquí fres significa la frecuencia de resonancia expresada en hercios, π es una constante matemática igual al valor 3,14..., L es la inductancia y C es la capacitancia del circuito eléctrico.
- La fórmula para determinar la amplitud de las corrientes es Ires = Ui / (ωL);
Aquí Ires es la amplitud de las corrientes, expresada en amperios, Uya es el voltaje del pozo en el desfasador, ω es la frecuencia angular (2πf) y L es la inductancia.
- La fórmula para calcular la resistencia activa en resonancia es Ract = Uya / Ires.
Aquí Ract es la resistencia activa en ohmios, Uya es el voltaje del pozo en el desfasador e Ires es la amplitud de las corrientes.
El conocimiento de estas fórmulas permite a ingenieros y especialistas eléctricos diseñar y configurar circuitos eléctricos con alta precisión.
Comparación de resonancia paralela y en serie.
Hay dos tipos principales de resonancia actual: en serie y en paralelo. En el primer caso, se supone una resistencia mínima de la fase cero, mientras que la resonancia paralela se caracteriza por la creación igualdad entre la resistencia de la inductancia y la capacitancia, que tienen direcciones opuestas y, en consecuencia, se compensan entre sí amigo.
Diferencias y condiciones para la aparición de resonancia de corriente paralela.
El tipo depende directamente de los principios de conexión. Para que se produzca resonancia de corrientes en paralelo, es necesaria una conexión en paralelo de los elementos del circuito, y para una en serie, se requiere una conexión en serie.
El paralelo ocurre cuando hay una frecuencia en la que las reactancias tienen valores mínimos. Para serie, se requiere una frecuencia a la que se establezca la igualdad entre las reactancias.
Aplicación práctica de resonancia en serie y en paralelo
Como se desprende de lo descrito, la diferencia clave entre los fenómenos radica en la forma en que se conectan los elementos reactivos, lo que afecta la definición de sus áreas de aplicación.
La resonancia paralela ha encontrado un uso activo en circuitos de control de corriente en dispositivos y equipos con control de frecuencia. En cuanto a la resonancia en serie, se utiliza eficazmente para crear filtros, así como reguladores de voltaje.
Al elegir entre resonancia en paralelo y en serie, se deben tener en cuenta los requisitos del sistema y las condiciones para su funcionamiento eficaz. Si el voltaje es clave, entonces la resonancia en serie funcionará bien. Si la estabilidad de la corriente o la frecuencia es importante, entonces la resonancia en paralelo es adecuada.
Aspectos prácticos de la resonancia actual en un circuito oscilante paralelo.
Para comprender mejor la esencia del fenómeno, podemos considerarlo usando el ejemplo de un circuito oscilatorio ubicado en un circuito electrónico. Sus elementos principales son una capacitancia, una bobina y un inductor conectados en paralelo.
La resonancia está asociada con la aparición de oscilaciones regulares de una determinada frecuencia cuando la energía del campo eléctrico de la capacitancia se transforma en el campo magnético de la inductancia. Comienza una fuerte resistencia, eliminando la posibilidad de un paso libre de corriente.
Cuando se aplica energía, el capacitor acumula una carga igual al voltaje nominal de la fuente de corriente. Después de apagar la fuente, el capacitor se cierra en el circuito, asegurando una mayor transferencia de la descarga a la bobina. Al atravesarlo, la corriente provoca la generación de un campo magnético, como resultado del cual se crea una fuerza autoinductiva dirigida hacia la corriente.
Métodos de configuración de circuitos
El proceso de configuración se lleva a cabo en varias etapas:
- Dependiendo de las características específicas de una aplicación o sistema en particular, se determina la frecuencia requerida. Por ejemplo, esta podría ser la frecuencia de una emisora de radio a la hora de sintonizar el receptor.
- Se seleccionan los elementos del circuito necesarios, cuyo valor se establece en función de la fórmula para la frecuencia de resonancia y la resistencia requerida.
- Los elementos seleccionados se conectan y configuran. Aquí hay dos formas principales: cambiar intencionalmente los valores de inductancia/capacitancia de los elementos o usar componentes ajustables (variables).
Las opciones presentadas son los métodos principales para sintonizar un circuito en resonancia. Después de completar el proceso de configuración, es necesario verificar si la frecuencia de resonancia cumple con los parámetros requeridos, así como la estabilidad del circuito a la frecuencia establecida. Esta verificación se lleva a cabo utilizando equipos de medición especiales.
Cálculo de capacitancia e inductancia resonantes.
La capacidad se calcula mediante la fórmula:
C = 1 / (4π² * L * F), donde L es la inductancia y F es la frecuencia de resonancia. Usando la fórmula de capacitancia resonante, puede determinar la capacitancia requerida del capacitor para lograr el estado resonante del circuito.
Para calcular la inductancia a la frecuencia de resonancia se utiliza la siguiente fórmula:
L = (1 / (4π² * C * F²)), donde C es la capacitancia y F es la frecuencia.
Como puede verse en las fórmulas presentadas, existe una relación inversa entre capacitancia resonante e inductancia. Un aumento en el valor de una de estas cantidades conduce a una disminución en el valor de la segunda.
Áreas de uso
La aplicación de este fenómeno se puede encontrar tanto en áreas altamente especializadas como en la vida cotidiana.
Aplicaciones industriales y tecnológicas.
La resonancia paralela se ha utilizado ampliamente en aplicaciones industriales y tecnológicas. Por ejemplo, en la industria automovilística este fenómeno se utiliza para crear campos electromagnéticos que permiten determinar el estado del motor y de todos los sistemas principales.
A partir de la resonancia se miden y controlan parámetros como la temperatura, la presión o las vibraciones. Además, se realizan diagnósticos generales de sistemas. La resonancia se utiliza en una amplia variedad de filtros, dispositivos médicos y aplicaciones, entre otros.
Ingeniería de telecomunicaciones y radio
Los receptores y transmisores de radio funcionan sintonizando las frecuencias deseadas. Se utiliza un circuito oscilatorio para amplificar la señal y proporcionar transferencia de información. Este proceso sólo es posible si la frecuencia de la señal coincide con la frecuencia de resonancia del circuito, que también se utiliza al configurar televisores y otros equipos.
La importancia del fenómeno para la electrónica y la ingeniería eléctrica modernas
El uso de resonancia garantiza el funcionamiento más eficiente de dispositivos y sistemas eléctricos/electrónicos. La resonancia se utiliza para sintonizar, amplificar y filtrar señales. Las propiedades de este fenómeno permiten lograr la máxima potencia y selectividad de señales en el rango de radio, así como la supresión de señales no resonantes.
Conclusión
La resonancia actual es un fenómeno físico basado en la interacción de la inductancia y la capacitancia en un circuito. La elección entre resonancia en paralelo o en serie se realiza en función de los requisitos del sistema y los resultados deseados. El uso de la resonancia le permite amplificar, sintonizar y regular varias frecuencias, por lo que El fenómeno ha encontrado aplicación en electrónica, ingeniería eléctrica, medicina estética, ingeniería de radio y telecomunicaciones.
Publicado 23/11/2023 Actualizado 23/11/2023 por Usuario Elvira Kasimova
