Резонансом напряжений(10) называют явление в цепи с последовательным колебательным контуром, когда ток в цепи совпадает по фазе с напряжением источника.

Векторная диаграмма при резонансе напряжений.

На основании этой диаграммы и закона Ома для цепи с R, L, C сформулированы признаки резонанса напряжений: 1. Сопротивление цепи Z=R минимальное и чисто активное. 2. Ток цепи совпадает по фазе с напряжением источника и достигает максимального значения. 3. Напряжение на индуктивной катушке равно напряжению на конденсаторе и каждое в отдельности может во много раз превышать напряжение на зажимах цепи. Физически это объясняется тем, что напряжение источника при резонансе идет на покрытие потерь в контуре. Напряжение на катушке и конденсаторе обусловлено накопленной в них энергией, значение которой тем больше, чем меньше потери в цепи. Количественно это явление характеризуется добротностью контура Д. Д = UL/U = UL/UR = IXL/IR = XL/R = XC/R

Способность колебательного контура выделять токи резонансной частоты и ослаблять токи других частот характеризуется резонансной кривой.

Резонансная кривая последовательного контура показывает зависимость действующего значения тока в контуре от частоты источника при неизменной собственной частоте контура. Эта зависимость определяется законом Ома для цепи с R, L, C. При низких и высоких частотах реактивное сопротивление велико и ток в контуре мал. При частотах, близких к ƒ0 реактивное сопротивление мало и ток контура велик. При этом чем больше добротность контура Д, тем острее резонансная кривая контура. Резонанс напряжений широко используется в радиотехнике и электроникедля выделения сигналов заданной частоты.

(10) Резонанс – под резонансным режимом работы цепи понимают режим, при котором цепь, содержащая индуктивность и ёмкость, имеет чисто активное сопротивление. По отношению к источнику питания элементы цепи ведут себя в резонансном режиме как активное сопротивление. Поэтому ток и напряжение в неразветвленной части совпадают по фазе. Реактивная мощность цепи равна нулю. Различают два основных режима: резонанс напряжений и резонанс токов.

Резонанс токов

Резонансом токов называют такое явление в цепи с параллельным колебательным контуром (9), когда ток в неразветвленной части цепи совпадает по фазе с напряжением источника.

Схема параллельного колебательного контура Сопротивление R в индуктивной ветви обусловлено тепловыми потерями на активном сопротивлении катушки. Потерями в ёмкостной ветви можно пренебречь. Условием резонанса токов является равенство нулю реактивной проводимости контура: b=b1+b2=0   b1 = XL/R2 + X2L; b2 = - 1/XC

Построим векторную диаграмму. Для того, чтобы ток I в неразветвленной части цепи совпадал по фазе с напряжением, реактивная составляющая тока индуктивной ветви I_Lp должна быть равна по модулю току ёмкостной ветви I_C. Активная составляющая тока индуктивной ветви I_Lа оказывается равной току источника I.

Признаки резонанса токов: 1. Сопротивление контура Z максимальное и чисто активное. 2. Ток в неразветвленной части цепи совпадает по фазе с напряжением источника и достигает практически минимального значения. 3. Реактивная составляющая тока в катушке равна ёмкостному току, причем эти токи могут во много раз превышать ток источника. Физически это объясняется тем, что при малых потерях в контуре (при малом R) ток источника требуется только для покрытия этих потерь. Ток в контуре обусловлен обменом энергией между катушкой и конденсатором. В идеальном случае ток источника отсутствует (контур без потерь)