Определение фазового резонанса

Ранее было отмечено, что в цепях синусоидального тока с R, L и C элементами возможны особые режимы работы, называемые резонансом напряжения и резонансом тока. Эти режимы характерны тем, что вся подводимая энергия идет на покрытие энергии рассеяния активного сопротивления, ток при этом определяется только величиной последнего и совпадает по фазе с напряжением питания. Потребляемая энергия не имеет реактивной составляющей, в то время как суммарная энергия, накапливаемая в электромагнитном поле катушки, и энергия электрического заряда конденсатора не равны нулю. Реактивная энергия перераспределяется между L и С со скоростью изменения питающего напряжения. Больше того, накопленная энергия может быть достаточно большой, что проявляется в возникновении значительных обменных токов или напряжений на соответствующих участках цепи. Приведенные выше рассуждения позволяют дать следующее распространенное определение резонанса: в заданном пассивном двухполюснике, содержащем L и С, существует резонанс, если на его входе ток и напряжение совпадают по фазе. При этом на вход двухполюсника не поступает реактивная мощность. Такой резонанс называют энергетическим, или фазовым.

Частота колебаний синусоидального тока, соответствующая режиму резонанса, называется резонансной частотой, или частотой собственных колебаний резонансного контура. Она равна частоте незатухающих гармонических колебаний напряжений на С и L, возникающих в последовательном замкнутом контуре с идеальной катушкой и конденсатором.

Резонансная частота контура равна: . (2.1)

Различают резонанс токов и резонанс напряжений, детальный математический и энергетический анализ которых приводится ниже.