Добротность контура

Полное сопротивление электрической цепи переменному току Z зависит от частоты переменного тока .

Если в цепь переменного тока включить амперметр и снять зависимость амплитуды силы тока от частоты при постоянной амплитуде колебания напряжения , то получится зависимость, изображенная на рисунке 47. Эта зависимость объясняется следующим образом: на низких частотах сопротивление конденсатора переменному току велико и уменьшается с увеличением частоты. Индуктивное сопротивление катушки на низких частотах мало и растет с увеличением частоты.

На резонансной частоте реактивные сопротивления равны и полное сопротивление Z уменьшается и становится равным активному сопротивлению R. Явление возрастания амплитуды силы тока до максимальной величины при некотором значении частоты называется электрическим резонансом. Частоту, при которой амплитуда колебаний силы тока достигает максимального значения, называют резонансной частотой .

При последовательном соединении элементов цепи ток через все элементы протекает один и тот же. Так как колебания напряжения на конденсаторе и катушке индуктивности происходит в противофазе, то при напряжения .

Резонанс в электрической цепи переменного тока при последовательном соединении ее элементов называют резонансом напряжения.

При резонансе напряжения:

Мгновенное значение силы тока при резонансе: .

Эффективное значение силы тока при резонансе: . Резонансная частота определяется из равенства .

; .

Таким образом, резонанс наступает при совпадении частоты тока в контуре с частотой собственных колебаний контура.

При резонансе: .

Амплитуда колебаний напряжения на катушке и на конденсаторе при резонансе: .

Из этого выражения следует, что при резонансе амплитуды колебаний напряжения на катушке и конденсаторе могут значительно превосходить амплитуду колебаний приложенного напряжения .

Величина называется добротностью контура и . Добротность контура может достигать значений от 10 до 100 и выше. Явление электрического резонанса широко используется в радиотехнике в схемах генераторов и усилителей.