RLC рдкреНрд░рддрд┐рдмрд╛рдзрд╛ рдХреИрд▓рдХреБрд▓реЗрдЯрд░ рдХреНрдпрд╛ рд╣реИ?
рдпрд╣ рдЯреВрд▓ рдХрд┐рд╕реА рд╕реАрд░реАрдЬрд╝ RLC рд╕рд░реНрдХрд┐рдЯ рдХреА рдХреБрд▓ рдкреНрд░рддрд┐рдмрд╛рдзрд╛ (Z) рдирд┐рдХрд╛рд▓рддрд╛ рд╣реИ тАФ рдРрд╕рд╛ рд╕рд░реНрдХрд┐рдЯ рдЬрд┐рд╕рдореЗрдВ рдПрдХ рд░реЗрдЬрд╝рд┐рд╕реНрдЯрд░ (R), рдПрдХ рдЗрдВрдбрдХреНрдЯрд░ (L) рдФрд░ рдПрдХ рдХреИрдкреЗрд╕рд┐рдЯрд░ (C) рдХрд┐рд╕реА рдЖрд╡реГрддреНрддрд┐ f рдкрд░ рдЬреБрдбрд╝реЗ рд╣реЛрддреЗ рд╣реИрдВред рдкреНрд░рддрд┐рдмрд╛рдзрд╛ рдХреЛ AC рдкрд░рд┐рдкрде рдореЗрдВ рд░реЗрдЬрд╝рд┐рд╕реНрдЯреЗрдВрд╕ рдХрд╛ рд╕рдордХрдХреНрд╖ рд╕рдордЭрд┐рдП: рдпрд╣ рдмрддрд╛рддреА рд╣реИ рдХрд┐ рд╕рд░реНрдХрд┐рдЯ рдкреНрд░рддреНрдпрд╛рд╡рд░реНрддреА рдзрд╛рд░рд╛ (AC) рдХрд╛ рдХрд┐рддрдирд╛ рд╡рд┐рд░реЛрдз рдХрд░рддрд╛ рд╣реИ, рдФрд░ рдЗрд╕реЗ рдУрдо (╬й) рдореЗрдВ рдорд╛рдкрд╛ рдЬрд╛рддрд╛ рд╣реИред рдпрд╣ рдХреИрд▓рдХреБрд▓реЗрдЯрд░ рдЗрдВрдбрдХреНрдЯрд┐рд╡ рд╡ рдХреИрдкреЗрд╕рд┐рдЯрд┐рд╡ рд░рд┐рдПрдХреНрдЯреЗрдВрд╕ рддрдерд╛ рд╡реЛрд▓реНрдЯреЗрдЬ рдФрд░ рдХрд░рдВрдЯ рдХреЗ рдмреАрдЪ рдХреЗ рдлреЗрдЬрд╝ рдХреЛрдг рдХреА рднреА рдЧрдгрдирд╛ рдХрд░рддрд╛ рд╣реИред
рдЗрд╕рдХрд╛ рдЙрдкрдпреЛрдЧ рдХреИрд╕реЗ рдХрд░реЗрдВ
рд░реЗрдЬрд╝рд┐рд╕реНрдЯреЗрдВрд╕ рдХреЛ рдУрдо (╬й) рдореЗрдВ, рдЗрдВрдбрдХреНрдЯреЗрдВрд╕ рдХреЛ рд╣реЗрдирд░реА (H) рдореЗрдВ, рдХреИрдкреЗрд╕рд┐рдЯреЗрдВрд╕ рдХреЛ рдлреИрд░рд╛рдб (F) рдореЗрдВ рдФрд░ рд╕реНрд░реЛрдд рдХреА рдЖрд╡реГрддреНрддрд┐ рдХреЛ рд╣рд░реНрдЯреНрдЬрд╝ (Hz) рдореЗрдВ рджрд░реНрдЬ рдХрд░реЗрдВред "рдЧрдгрдирд╛ рдХрд░реЗрдВ" рдкрд░ рдХреНрд▓рд┐рдХ рдХрд░рддреЗ рд╣реА рдЖрдкрдХреЛ рдХреБрд▓ рдкреНрд░рддрд┐рдмрд╛рдзрд╛ рдХреЗ рд╕рд╛рде-рд╕рд╛рде \(X_L\), \(X_C\), рд╢реБрджреНрдз рд░рд┐рдПрдХреНрдЯреЗрдВрд╕ рдФрд░ рдлреЗрдЬрд╝ рдХреЛрдг рджрд┐рдЦрд╛рдИ рджреЗрдЧрд╛ред рд╣рдореЗрд╢рд╛ SI рдореВрд▓ рдЗрдХрд╛рдЗрдпреЛрдВ рдХрд╛ рдЙрдкрдпреЛрдЧ рдХрд░реЗрдВ тАФ рдЬреИрд╕реЗ \(1\,\mu\text{F} = 0.000001\,\text{F}\) рдФрд░ \(1\,\text{mH} = 0.001\,\text{H}\)ред
рд╕реВрддреНрд░ рдХреЛ рд╕рдордЭреЗрдВ
рдЗрдВрдбрдХреНрдЯрд┐рд╡ рд░рд┐рдПрдХреНрдЯреЗрдВрд╕ \(X_L = 2\pi f L\) рд╣реЛрддреА рд╣реИ рдФрд░ рдХреИрдкреЗрд╕рд┐рдЯрд┐рд╡ рд░рд┐рдПрдХреНрдЯреЗрдВрд╕ \(X_C = 1/(2\pi f C)\) рд╣реЛрддреА рд╣реИред рдЪреВрдБрдХрд┐ рдЗрдВрдбрдХреНрдЯрд░ рдФрд░ рдХреИрдкреЗрд╕рд┐рдЯрд░ рдзрд╛рд░рд╛ рдХреЛ рд╡рд┐рдкрд░реАрдд рдлреЗрдЬрд╝ рдореЗрдВ рдзрдХреЗрд▓рддреЗ рд╣реИрдВ, рдЗрд╕рд▓рд┐рдП рдЗрдирдХреА рд╢реБрджреНрдз рд░рд┐рдПрдХреНрдЯреЗрдВрд╕ \(X = X_L - X_C\) рд╣реЛрддреА рд╣реИред рдЗрд╕реЗ рд░реЗрдЬрд╝рд┐рд╕реНрдЯреЗрдВрд╕ рдХреЗ рд╕рд╛рде рдкрд╛рдЗрдерд╛рдЧреЛрд░рд╕ рдкреНрд░рдореЗрдп рд╕реЗ рдЬреЛрдбрд╝рдиреЗ рдкрд░ $$Z = \sqrt{R^2 + X^2}$$ рдкреНрд░рд╛рдкреНрдд рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИред рдлреЗрдЬрд╝ рдХреЛрдг \(\varphi = \arctan(X / R)\) рд╣реИ: рдзрдирд╛рддреНрдордХ рдорд╛рди рдЗрдВрдбрдХреНрдЯрд┐рд╡ рджрд░реНрд╢рд╛рддрд╛ рд╣реИ (рдХрд░рдВрдЯ рдкрд┐рдЫрдбрд╝рддрд╛ рд╣реИ), рдЬрдмрдХрд┐ рдЛрдгрд╛рддреНрдордХ рдорд╛рди рдХреИрдкреЗрд╕рд┐рдЯрд┐рд╡ рджрд░реНрд╢рд╛рддрд╛ рд╣реИ (рдХрд░рдВрдЯ рдЖрдЧреЗ рд░рд╣рддрд╛ рд╣реИ)ред рдЬрдм \(X_L = X_C\) рд╣реЛ рдЬрд╛рддрд╛ рд╣реИ, рддрдм рд╕рд░реНрдХрд┐рдЯ рдЕрдиреБрдирд╛рдж (resonance) рдкрд░ рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИ рдФрд░ \(Z = R\) рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИ, рдЬреЛ рдЗрд╕рдХрд╛ рдиреНрдпреВрдирддрдо рдорд╛рди рд╣реИред
рд╣рд▓ рдХрд┐рдпрд╛ рд╣реБрдЖ рдЙрджрд╛рд╣рд░рдг
рдорд╛рди рд▓реАрдЬрд┐рдП \(R = 10\,\Omega\), \(L = 0.001\,\text{H}\), \(C = 0.000001\,\text{F}\) рдФрд░ \(f = 1000\,\text{Hz}\): рддрдм \(\omega = 2\pi \cdot 1000 \approx 6283.19\)ред \(X_L = 6283.19 \cdot 0.001 \approx 6.2832\,\Omega\); \(X_C = 1/(6283.19 \cdot 0.000001) \approx 159.155\,\Omega\)ред рд╢реБрджреНрдз рд░рд┐рдПрдХреНрдЯреЗрдВрд╕ \(\approx -152.872\,\Omega\) рд╣реЛрддреА рд╣реИ, рдЗрд╕рд▓рд┐рдП $$Z = \sqrt{10^2 + 152.872^2} \approx 153.2\,\Omega$$ рдФрд░ \(\varphi \approx -86.26┬░\) (рдЕрд░реНрдерд╛рддреН рдпрд╣ рд╕рд░реНрдХрд┐рдЯ рдкреНрд░рдмрд▓ рд░реВрдк рд╕реЗ рдХреИрдкреЗрд╕рд┐рдЯрд┐рд╡ рд╣реИ)ред
рдЕрдХреНрд╕рд░ рдкреВрдЫреЗ рдЬрд╛рдиреЗ рд╡рд╛рд▓реЗ рд╕рд╡рд╛рд▓
рдпрд╣ рд╕реАрд░реАрдЬрд╝ рд╕рд░реНрдХрд┐рдЯ рдХреЗ рд▓рд┐рдП рд╣реИ рдпрд╛ рдкреИрд░реЗрд▓рд▓ рдХреЗ рд▓рд┐рдП? рдпрд╣ рдХреИрд▓рдХреБрд▓реЗрдЯрд░ рд╕реАрд░реАрдЬрд╝ RLC рд╕рд░реНрдХрд┐рдЯ рдХреЗ рд▓рд┐рдП рдмрдирд╛ рд╣реИ, рдЬрд╣рд╛рдБ R, L рдФрд░ C рддреАрдиреЛрдВ рдореЗрдВ рдПрдХ рд╣реА рдзрд╛рд░рд╛ рдмрд╣рддреА рд╣реИред
рдореБрдЭреЗ рдХреМрди-рд╕реА рдЗрдХрд╛рдЗрдпрд╛рдБ рдЗрд╕реНрддреЗрдорд╛рд▓ рдХрд░рдиреА рдЪрд╛рд╣рд┐рдП? рдУрдо, рд╣реЗрдирд░реА, рдлреИрд░рд╛рдб рдФрд░ рд╣рд░реНрдЯреНрдЬрд╝ред ┬╡F рдФрд░ mH рдХреЛ рдкрд╣рд▓реЗ рдореВрд▓ рдЗрдХрд╛рдЗрдпреЛрдВ рдореЗрдВ рдмрджрд▓ рд▓реЗрдВред
рдЕрдиреБрдирд╛рдж (resonance) рдкрд░ рдХреНрдпрд╛ рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИ? рдЬрдм \(X_L = X_C\) рд╣реЛ рдЬрд╛рддрд╛ рд╣реИ, рддреЛ рджреЛрдиреЛрдВ рд░рд┐рдПрдХреНрдЯреЗрдВрд╕ рдПрдХ-рджреВрд╕рд░реЗ рдХреЛ рд░рджреНрдж рдХрд░ рджреЗрддреА рд╣реИрдВ, рдкреНрд░рддрд┐рдмрд╛рдзрд╛ R рдХреЗ рдмрд░рд╛рдмрд░ рд╣реЛ рдЬрд╛рддреА рд╣реИ рдФрд░ рдлреЗрдЬрд╝ рдХреЛрдг рд╢реВрдиреНрдп рд░рд╣рддрд╛ рд╣реИред