Risonanza corrente e sua utile applicazione nell'ingegneria elettrica

La risonanza in fisica è un fenomeno in cui le ampiezze delle oscillazioni di un sistema aumentano notevolmente. Ciò accade con la coincidenza delle sue frequenze perturbanti proprie ed esterne. In meccanica, il pendolo di un orologio è un esempio. Un comportamento simile è tipico dei circuiti elettrici, che includono elementi di un carico attivo, induttivo e capacitivo. La risonanza di correnti e tensioni è molto importante, questo fenomeno ha trovato applicazione in settori come la scienza delle comunicazioni radio e l'alimentazione industriale.

Vettori e teoria

Per comprendere il significato dei processi che si verificano nei circuiti, inclusi induttori, condensatori e resistenze attive, dovresti considerare lo schema del circuito oscillatorio più semplice. Proprio come un normale pendolo trasforma alternativamente l'energia da uno stato potenziale a uno cinetico, carica elettrica nella catena RCL, accumulandosi nel serbatoio, sfocia nell'induttanza. Dopo questo, il processo avviene nella direzione opposta, e tutto ricomincia daccapo. In questo caso, lo schema vettoriale si presenta come segue: la corrente di un carico capacitivo è davanti all'angolo π / 2 della direzione della tensione, il carico induttivo è in ritardo rispetto allo stesso angolo e quello attivo coincide in fase. Il vettore risultante ha una pendenza rispetto all'ascissa, indicata dalla lettera greca φ. Risonanza a catena corrente alternata si verifica quando φ = 0, rispettivamente, cos φ = 1. Tradotto dal linguaggio della matematica, questo calcolo significa che la corrente che passa attraverso tutti gli elementi coincide in fase con la corrente nel componente attivo del circuito elettrico.

Applicazione pratica nei sistemi di alimentazione

Teoricamente, tutti questi calcoli sono comprensibili, ma cosa significano per domande pratiche? Molto! Tutti sanno che il lavoro utile in ogni schema viene eseguito dal componente attivo del potere. Allo stesso tempo, gran parte del consumo di energia è rappresentato dai motori elettrici, che in ogni impresa sono molti, e contengono nei loro avvolgimenti di progettazione, che sono carichi induttivi e creano un angolo φ, che è diverso da zero. Affinché si verifichi una risonanza corrente, è necessario compensare le reattanze in modo che la loro somma vettoriale diventi zero. In pratica, questo si ottiene accendendo il condensatore, che crea lo spostamento opposto del vettore corrente.

Risonanza corrente nei ricevitori radio

La risonanza corrente ha un'altra applicazione radio. Il circuito oscillatorio, che costituisce la base di ciascun dispositivo ricevente, è costituito da un induttore e un condensatore. Modifica del valore capacità elettrica si può ottenere che il segnale con la frequenza portante richiesta venga ricevuto selettivamente e che gli altri componenti di tutte le onde ricevuti sull'antenna, inclusa l'interferenza, siano soppressi. In pratica, un tale condensatore variabile assomiglia a due serie di piastre, una delle quali, una volta ruotata, entra o esce dall'altra, aumentando o diminuendo la capacità. Questo crea una corrente di risonanza e la radio è sintonizzata sulla frequenza desiderata.