Rezonanță

ARGUMENT

Până acum, fenomenul rezonanţei pare doar o curiozitate nefolositoare, sau chiar dăunătoare, mai ales în cazul scurt-circuitării sursei de tensiune alternativă în circuitul serie. Totuşi, rezonanţa este o proprietate valoroasă a circuitelor de curent alternativ, fiind folosită într-o varietate de aplicaţii.

Una dintre aplicaţiile rezonanţei constă în atingerea unei frecvenţe stabile în circuitele folosite pentru producerea semnalelor alternative.O altă aplicaţie a rezonanţei este în circuitele în care efectele impedanţelor mărite sau micşorate, la o anumită frecvenţă, sunt de dorit. Un circuit rezonant poate fi folosit pentru „blocarea” (impedanţă mare) unei anumite frecvenţe sau a unui domeniu de frecvenţe; circuitul se comportă în acest caz precum un „filtru”, pentru selectarea anumitor frecvenţe în defavoarea altora.

Rezonanţa mai are şi diverse aplicaţii în medicină, cu ajutorul unui aparat numit reflexofon acesta poate detecta diferite boli ale organismului uman.

Cap I:Circuite simple în regim permanent sinusiodal

Impendanţa, admitanţa, defazajul

Să considerăm un circuit neramificat, cu două dorne de acces, alcătuit din elemente de circuit ideale şi pasive. Un astfel de circuit dipolar poate fi de exemplu un rezistor ideal, o bobină ideală, un condensor ideal, o conexiune serie a acestora.

În regim permanent sinusoidal, dacă tensiunea la borne este sinusoidală :

Intensitatea curentului prin circuit este de asemenea sinusoidală şi de aceeaşi freceventă :

Se numeşte impendanţă a circuitului mărimea pozitivă egală cu raportul dintre valoarea efectivă a tensiunii si valoarea efectivă a curentului:

Impendanţa circuitului generalizează notiunea de rezistenţă electrică şi se măsoară în ohmi(Ω), ca şi rezistenţa.

Se numeşte admitanţă a circuitului mărimea pozitivă egală cu raportul dintre valoarea efectivă a curentului şi valoarea efectivă a tensiunii:

Admitanţa circuitlui generalizează notiunea de conductanţă electrică şi se măsoară in simens(S) ca şi conductanţa.

Impendanţa şi conductanţa sunt marimi pozitive.

Se numeşte defazaj dintre tensiune şi curent diferenţa dintre fazele tensiunii şi curentului(în această ordine):

Faza curentului este, cu excepţia rezistorului ideal, diferită de cea a tensiunii la borne.

Aşa cum s-a arătat, bobina ideală sau condensatorul ideal defazează curentul în urmă, respectiv înaintea tensiunii la borne, cu unghiul de π/2. În circuite simple, pasive, alcătuite din rezistoare, bobine şi condensatoare, curentul va fi defazat în urmă sau înaintea tensiunii, după natura circuitului, unghiul de defazaj fiind cuprins între -π/2 si + π/2 rad.

Defazajul se măsoară în radinai, ca şi fazele şi fazele initiale.

Defazajul poate fi pozitiv, negativ sau nul. Defazajul este pozitiv când curentul se află în urma tensiunii. Dacă defazajul este nul, mărimile sinusoidale sunt în fază. Dacă defazajul este ± π/2, tensiunea la borne şi curentul prin borne sunt în cuadratură.

Observaţii

1. Admitanţa este inversul impendanţei şi reciproc:

2. Impendanţa şi defazajul caracterizează complet circuitul pasiv, oricare ar fi structura sa. Dacă, de exemplu, se cunosc tensiunea la borne impendanţa si defazajzl, intensitatea curentului prin circuite este univoc determinată:

3. Circuitele simple pot fi reprezentate cu simboluri utilizate pentru un rezistor ideal, pe care se specifică perechea de mărimi (Z,φ). Uneori aceste element echivalent circuitului se numeşte impedor. Impendanţa şi defazajul caracterizează complet un impedor.