Решение задачи на резонанс в электрической цепи

Photo
решить

Привет! Давайте решим задачу.

Задание: Найти $X_{L2}$ при резонансе.

Дано:
* $R = 10 \, Ом$
* $X_{L1} = 10 \, Ом$
* $X_C = 5 \, Ом$

Решение:

  1. Условие резонанса:
    При резонансе полная реактивная проводимость цепи должна быть равна нулю. Это означает, что индуктивная и емкостная составляющие должны компенсировать друг друга.

  2. Реактивное сопротивление параллельной цепи $X_{L1}$ и $X_C$:
    Полное сопротивление параллельной цепи $Z_{LC}$ можно найти по формуле:
    $\frac{1}{Z_{LC}} = \frac{1}{jX_{L1}} + \frac{1}{-jX_C} = \frac{1}{j10} + \frac{1}{-j5}$
    $\frac{1}{Z_{LC}} = j(\frac{1}{5} - \frac{1}{10}) = j\frac{1}{10}$
    $Z_{LC} = -j10 \, Ом$

  3. Условие резонанса для всей цепи:
    Для наступления резонанса, реактивное сопротивление $Z_{LC}$ должно компенсироваться реактивным сопротивлением $X_{L2}$. То есть:
    $X_{L2} + Z_{LC} = 0$
    $X_{L2} - j10 = 0$
    $X_{L2} = j10 \, Ом$

Ответ:
$X_{L2} = 10 \, Ом$

Photo

⚡️Задание 1: Найти передаточную функцию $H(j\omega)$ для представленной электрической цепи.

Для решения этой задачи, необходимо:

  1. Определить импедансы элементов цепи.
  2. Составить уравнение для передаточной функции, используя делитель напряжения или другие методы анализа цепей.
  3. Упростить полученное выражение.

Представленная схема содержит следующие элементы:

  • Индуктивность $L$
  • Ёмкость $C$
  • Сопротивление $R$

Передаточная функция $H(j\omega)$ определяется как отношение выходного напряжения $V_2$ к входному напряжению $V_1$:

$H(j\omega) = \frac{V_2}{V_1}$

Импедансы элементов:

  • Индуктивность: $Z_L = j\omega L$
  • Ёмкость: $Z_C = \frac{1}{j\omega C}$
  • Сопротивление: $Z_R = R$

Схема представляет собой делитель напряжения, где выходное напряжение снимается с сопротивления $R$. Полный импеданс верхней ветви (параллельное соединение $L$ и $C$) можно найти как:

$Z_{LC} = \frac{Z_L \cdot Z_C}{Z_L + Z_C} = \frac{j\omega L \cdot \frac{1}{j\omega C}}{j\omega L + \frac{1}{j\omega C}} = \frac{L}{j\omega L C + \frac{1}{j\omega}} = \frac{j\omega L}{1 - \omega^2 LC}$

Теперь можно найти передаточную функцию, используя делитель напряжения:

$H(j\omega) = \frac{Z_R}{Z_R + Z_{LC}} = \frac{R}{R + \frac{j\omega L}{1 - \omega^2 LC}} = \frac{R(1 - \omega^2 LC)}{R(1 - \omega^2 LC) + j\omega L}$

$H(j\omega) = \frac{R - R\omega^2 LC}{R + j\omega L - R\omega^2 LC}$

Таким образом, передаточная функция цепи:

$H(j\omega) = \frac{R(1 - \omega^2 LC)}{R(1 - \omega^2 LC) + j\omega L}$

Электрические цепи

Электрические цепи

Изучить
thinking img
progress gif

Текст скопирован
Готово
Ошибка
×