Основные теоретические сведения. Когда по цепи (рис. 13.1) с последовательным соединением конденсатора и катушки индуктивности протекает один и тот же синусоидальный токI,напряжение на

Когда по цепи (рис. 13.1) с последовательным соединением конденсатора и катушки индуктивности протекает один и тот же синусоидальный ток I, напряжение на конденсаторе U _C отстает от тока I на 90⁰, а напряжение на катушке индуктивности U _L опережает ток на 90⁰. Эти напряжения находятся в противофазе (повернуты относительно друг друга на 180⁰).

Рис. 13.1

Когда одно из напряжений больше другого, цепь оказывается либо преимущественно индуктивной (рис. 13.2), либо преимущественно емкостной (рис. 13.3). Если напряжения U _L и U _С имеют одинаковые значения и компенсируют друг друга, то суммарное напряжение на участке цепи L – C оказывается равным нулю. Остается только небольшая составляющая напряжения на активном сопротивлении катушки и проводов. Такое явление называется резонансом напряжений (рис. 13.4).

Рис. 132	Рис. 13.3	Рис. 13.4

При резонансе напряжений реактивное сопротивление цепи

X = X_L – X_C

оказывается равным нулю. При заданных значениях L и C резонанс может быть получен путем изменения частоты.

Поскольку X_L = wL, а X_C = 1 / wC, то резонансная частота w₀ может быть определена из уравнения:

w₀L – 1 / w₀C = 0,

откуда

и .

Полное сопротивление цепи при резонансе оказывается равным небольшому активному сопротивлению катушки, поэтому ток в цепи совпадает по фазе с напряжением и может оказаться довольно большим даже при маленьком приложенном напряжении. При этом напряжения U_L и U_C могут существенно (в десятки раз!) превышать приложенное напряжение.