Радиотехника - Давыдов С.Л.
Скачать (прямая ссылка):
ков разных частот вблизи резонанса получается более сильным, поэтому такой контур обладает хорошей избирательностью. Если бы в приемнике был контур с тупой резонансной кривой, то наряду с сигналами от принимаемой радиостанции были бы-слышны сигналы и от других радиостанций. Поэтому в радиотехнике применяют, как правило, контуры с острой резонансной кривой..
В зависимости от схемы подключения источника э. д. с. к контуру различают два вида резонанса: напряжений и токов.
Резонанс напряжений. Резонанс напряжений получается в тех случаях, когда источник внешней э. д. с. включен внутрь контура (рис. 3.4,а),, т. е. соединен последовательно с катушкой индуктивности и конденсатором контура.
Из электротехники известно, что при таком включении «а пряжение источника уравновешивается суммой трех напряжений: э. д. с. самоиндукции, .возникающей между концами катуш ки напряжением между пластинами конденсатора С и падением напряжения на активном сопротивлении Я. Выше уже говорилось, что в контуре совершается преобразование электрической энергии, запасенной конденсатором, в энергию магнитного поля, охватывающего катушку, и обратно. Причем когда конденсатор оказывается заряженным, то его разряду через
28
катушку препятствует напряжение, существующее на концах катушки. Следовательно, напряжение на катушке оказывается в этом случае включенным навстречу напряжению на конденсаторе. Аналогичное явление происходит и при перезаряде конденсатора. Э. д. с. самоиндукции заставляет двигаться электрические заряды на пластины разряженного конденсатора, но возникающее на пластинах напряжение препятствует притоку зарядов на конденсатор. Таким образом, напряжения, образующиеся на катушке и конденсаторе колебательного контура, всегда действуют навстречу друг другу. При свободных колебаниях в контуре практически вся энергия из конденсатора переходит в катушку и обратно. Поэтому напряжения на конденсаторе и катушке всегда равны по величине друг другу.
При вынужденных колебаниях катушка и конденсатор могут запасать разное количество энергии. Поэтому напряжения на них будут разной величины. В случае же резонанса эти напряжения, как и при свободных колебаниях, становятся одинаковыми. Так как напряжения на катушке и конденсаторе действуют навстречу друг другу, то в схеме (рис. 3.4, а) противодействовать э. д. с. источника будет только их разность. При резонансе напряжений напряжения на катушке и конденсаторе равны, а поэтому полностью компенсируют друг друга и не влияют на величину тока, создаваемого источником внешней э. д. с. Величина этого тока определяется лишь величиной активного сопротивления контура, т. е. оказывается очень большой.
Вблизи резонанса (при частоте источника э. д. с, близкой к резонансной) напряжения на катушке и конденсаторе окажутся различной величины и уже не будут компенсировать полностью друг друга. Разность этих напряжений будет препятствовать протеканию тока от источника э. д. с, и ток в контуре будет меньше, чем при резонансе.
При возрастании тока в контуре в момент резонанса напряжения на катушке и конденсаторе становятся наибольшими и в
раз (С? — добротность контура) превышают напряжение внешнего источника. В этом заключается важнейшая особенность резонанса напряжений, благодаря которой он широко используется в радиотехнике. Так, например, используя резонанс напряжений во входных контурах приемника, получают усиление слабого сигнала, воздействующего на приемную антенну.
Резонанс токов. Резонанс токов наблюдается в тех случаях, когда источник внешней э. д. с. подключен параллельно катушке индуктивности и конденсатору контура (рис. 3.4, б) и, таким образом, находится вне контура.
Раньше уже было сказано, что при свободных колебаниях в контуре энергия конденсатора полностью переходит в энергию магнитного поля катушки и обратно. Если при этом нет потерь
29
энергии, то амплитуды напряжений на катушке и конденсаторе остаются неизменными. Если же потери есть, то амплитуда напряжения с течением времени убывает. Когда параллельно контуру включен источник внешней э. д. с, имеющий частоту, равную частоте собственных колебаний контура, уменьшение амплитуды напряжения собственных колебаний вызывает появление тока в цепи от источника э. д. с. к контуру, компенсирующего потери энергии в контуре. Естественно, что если кон-
Рис. 3.7. Распределение напряжения между контуром и внутренним сопротивлением источника э. д. с. при
резонансе токов: е — э. д. с. источника; /?^ — внутреннее сопротивленце источника э. д. с; / — ток, потребляемый контуром от источника э. д. С; и— напряжение на выводах источника, равное напряжению на контуре
тур имеет высокую добротность, то ток источника будет небольшим; при контуре низкого качества ток увеличится. .
Если к моменту подключения источника э. д. с. в контуре не было свободных колебаний, то под действием внешней э. д. с. они немедленно возникают. При этом, если частота внешней э. д. с. равна частоте собственных колебаний, возникающие в контуре колебания достигают постепенно очень большой величины. Величина тока в контуре будет намного больше тока, протекающего от источника э. д. с. Ток в контуре становится в $ раз больше, чем ток источника.
