Пожелтели обои после поклейки: почему это произошло после нанесения состава, при высыхании, на кухне, над проводкой, что делать с жидким и иным материалом?

Поклейка обоев — это своеобразное обновление интерьера. Вкладывая свои силы и затраты участники ремонта ожидают исключительно положительного результата. Но не всегда все складывается должным образом. Многие люди замечают, что после поклейки обоев на полотнах образуются желтые пятна. Причиной их появления может служить старость обоев или неправильная поклейка. Мастеру по поклейке необходимо знать, как предотвратить или исправить данную проблему.

Почему появились желтые пятна после поклейки?

Основная причина появления желтых пятен на обоях – использование некачественных материалов или неправильная подготовка стен.

Могут пожелтеть обои рядом с проводкой и вот почему. Старые провода нагреваются, а вместе с ними и бумага. В таком случае необходимо менять электрические провода. Это обезопасит весь дом и может предотвратить пожар.

Так же следы появляются из-за курения в комнате. Пары никотина способны впитываться в стены, мебель, одежду и шторы. Перед поклейкой нужно проветрить комнату и обработать стены специальными средствами.

После нанесения

На стенах не должны быть железные предметы и лишние пятна красящих веществ. Большую роль играет так же неправильная грунтовка стены. Клей способен «вытягивать» грязь с неподобающе обработанных участков стен. Если стены перед поклейкой обрабатывались химическими средствами, то появление желтых пятен так же возможно.

При высыхании

Если обои высохли, а желтые пятна не исчезли, то скорее всего, что было нанесено очень много клея и он не успел высохнуть. Желтый цвет могут дать взаимодействие грунтовки и клея. Но главные причины – это неправильная обработка и плохое качество материала.

Что делать с жидкими и иными материалами?

Исправить неприятные пятна можно:

Особенности процесса на кухне

  1. Замечено, что желтые пятна появляются на кухне у варочных панелей. Эти следы появляются из-за пар жира. При приготовлении пищи часто происходит так, что молекулы жира появляются на стенах. Эти следы можно убрать мелом или пятновыводителем.
  2. Действенны методы удаления пятен крахмалом или хлебом. Эти продукты способны впитывать жир и выводить его. Если эти способы не помогли, то следует взять пищевую соду и смешать ее с водой. Полученная смесь наносится на мягкую ткань. Тряпкой обрабатываются поврежденные участки полотна.
  3. Если пятно свежее, можно попробовать удалить его туалетной бумагой и утюгом. Туалетную бумагу прикладывают к загрязнению и проглаживают утюгом. Процедура повторяется несколько раз до исчезновения пятна. Режим утюга следует выбирать не очень высокий, иначе обои могут отклеиться от стены. Бумага впитывает поры жира, тем самым удаляя пятно.

О том, как правильно выбрать обои для кухни, говорится здесь.

Иногда переклейка всех обоев не спасает нанесенные полотна от пятен. Чтобы это предотврадить, необходимо использовать только качественный клей и обои. Так же необходимо тщательно и правильно обрабатывать стены перед поклейкой обоев.

Как вывести пятна на обоях после поклейки: 3 способа выведения своими руками

Главная/Советы по дому/Как избавиться от желтых пятен, выступивших на обоях

Проступившие желтые пятна на обоях портят не только внешний вид стены, но и всего интерьера в целом. Прежде чем заниматься выведением таких пятен, нужно разобраться с причинами их появления и видами обоев, на которых они могут появиться.

Как избавиться от желтых пятен

Избавление с помощью моющих средств

Использование моющих средств – самый простой способ борьбы с желтыми пятнами. Он идеально подходит для обоев устойчивых к воздействию влаги и противопоказан при бумажном покрытии стен. Действия выполняются в такой последовательности:

  1. Полотно обоев протирают тряпкой из сухой мягкой ткани. Это позволяет очистить поверхность стен от пыли, скопившейся на них и другого мусора.
  2. Согласно инструкции в емкости разводится моющее средство. С помощью спонжа пена раствора наносится локально на пятна на обоях
  3. Через небольшой промежуток времени, моющее средство удаляется с поверхности мягкой влажной тряпкой
  4. Поверхность обоев досуха вытирается, можно для этого воспользоваться салфеткой из микрофибры.

Очистка меламиновой губкой

Если загрязнение не слишком сложное, то его можно удалить, воспользовавшись обычным канцелярским ластиком. Для крупных желтых пятен такой ластик не подойдет, но на помощь придет меламиновая губка. Прежде чем применить меламин на заметных участках, необходимо проверить степень абразивности там, где повреждения не будут заметны, так как высокоабразивная губка может поцарапать поверхность стен.

Народные методы очистки

Причин появления желтых пятен множество, но обнаружив их, не спешите паниковать и затеватьремонт. Со многими из них вполне можно справиться подручными средствами.

  1. Флизелиновые покрытия. Жирные желтые пятна с флизелиновых покрытий удаляются смесью из пищевой соды и воды. Сода разводится теплой водой до состояния густой кашицы и наносится на загрязненный участок. После того, как состав хорошо просохнет, его необходимо просто счистить щеткой с мягкой щетиной, чтоб не повредить поверхность обоев.
  2. Бумажные покрытия. Такой вид обоев можно очистить тальком. Загрязнения «припудриваются» присыпкой, после чего излишки удаляются мягкой салфеткой.

Темные пятна: причины и решение проблем

Данная проблема является, пожалуй, наиболее серьезной, поскольку если на стене выступили темные пятна, это может косвенно свидетельствовать о том, что под обоями могла появиться плесень. Поэтому, если через некоторое время после поклейки вы стали замечать нечто подобное, вам будет необходимо принять срочные меры по немедленному устранению.

Статья по теме: 7 идей дизайна квартиры студии. Основные тренды 2019 года

Причины и способы решения

Перед тем, как думать, чем отмыть и как задекорировать темные, порой даже черные пятна плесени, необходимо знать причины того, как появились подобные участки на стенах комнаты. Причем, в подавляющем большинстве случаев грибок появляется под обоями, а не на них. На самом деле, основных причин три:

  1. Неправильно выполненный ремонт без обработки антисептиком.
  2. Плохой микроклимат в комнате: высокая влажность и отсутствие обдува с вентиляцией.
  3. Поклейка на черновую стену (например, поверх штукатурки), без предварительной подготовки и грунтования.

В любом из вышеописанных случаев необходимо провести удаление старой поверхности обоев. Без этого вам не поможет никакое противогрибковое средство. А если и поможет, то лишь на некоторое время, после чего пятна темные плесени под обоями появятся снова. Итак, для решения проблемы необходимо, первым делом ,устроить в помещении благоприятный микроклимат. Затем уже надо выполнить некоторые действия. Итак, вот детальная инструкция:

Не стоит забывать и о том, что при проведении этих работ необходимо хорошо проветривать комнату. Помимо этого, для обеспечения собственной безопасности, пользуйтесь специальной маской, это позволит защитить легкие и другие органы дыхания.

Пятна жира на обоях

  1. Любые виды обоев от пятен жира возможно очистить, применив смесь зубного порошка и бензина.
  2. Если бензина под рукой не оказалось, на выручку придет аптечный бинт или марля, смоченные медицинским спиртом.
  3. Термический метод идеально подойдет для бумажных и тканевых видов обоев. Требуется всего лишь приложить чистую с салфетку на пятно жира и пройтись по ней утюгом.
  4. Густая смесь из крахмала и раствора бензина. Ее наносят на проблемную зону, оставляют от одного часа до пары часов, после счищаете состав щеткой с мягкой щетиной, не прикладывая чрезмерных усилий.
  5. Убрать желтое пятно от жира можно мякишем хлеба. Только следует его как чаще менять, чтоб не произошел обратный эффект.
  6. Паста из мела с водой. Кашица наноситься на пятно, после полного высыхания счищается щеткой.

Поделитесь с друзьями:

РОЗОВЫЕ ПЯТНА

Если на обоях появились розовые пятна, то причины этому могут быть следующие:

Вот все основные способы борьбы с розовыми пятнами.

Жирные пятна

Появление жирных пятен тоже неприятное явление, однако, не опасное и, соответственно, не требующее переделки ремонта. Как правило, они появляются в результате неаккуратности хозяев или если в доме есть маленькие дети. Способы выведения загрязнения зависят от типа обоев.

Виниловые обои

Если у вас виниловые обои, то данная проблема вообще не является поводом для расстройств, так как удалить жирные пятна с обоев данного типа не составит труда. Можно попробовать протереть место тряпкой средней жесткости. Если жирный след все равно остался, на тряпку можно капнуть капельку моющего средства и протереть еще раз.

Лучше всего выполнять движения от края загрязненного участка к центру. Так вы не разотрете жир по окружающей поверхности.

Бумажные или тканевые обои

Теперь рассмотрим, как убрать жирные пятна с обоев других типов, в которые жир впитывается. Конечно, это немного сложнее, чем очистить стены отделанные винилом, но тоже возможно.

Чаще всего в данном случае помогает термический способ – бумажную белую салфетку нужно приложить к загрязненному участку и хорошо проутюжить. Если же термический способ не помог, то можно воспользоваться «бензиновым методом».

Чистка выполняется следующим образом:

Вот, пожалуй, и все наиболее эффективные способы как вывести жирные пятна с обоев.

Проветривание и сухой воздух после обработки стен

Часто причиной появление грибка становятся пластиковые окна. При нарушении технологии установки в них образуется конденсат. Поэтому покройте откосы гидрофобной краской, и открывайте окна на проветривание не менее 2 раз в сутки.


Плесень и средства борьбы с ней

Совет! Специалисты не рекомендуют ставить пластиковые окна в помещениях без наружных кондиционеров или принудительной вентиляции.

Отрегулируйте вытяжку на кухне и в ванной. Сделайте в квартире более сильную вентиляцию или установите кондиционер.

Отодвиньте мебель от стен на 15 – 20 мм. Этого зазора будет достаточно для циркуляции воздуха.

Что делать после поклейки обоев

Если человек только что наклеил обои, но увидел пятна, то не стоит сразу же сдирать бумажное полотно. Есть вероятность того, что после высыхания пятна исчезнут. Чтобы проверить это, можно просто приложить сухие обои к стене. Если пятна не появились, стоит дождаться полного высыхания поклеенных обоев и проверить результат.

Если же пятна были замечены спустя длительный срок, то варианта всего два – полностью переклеить обои или же покрасить их. Не стоит пугаться второго варианта, чаще всего он оказывается гораздо менее затратным как по финансам, так и по времени.

Также важно понимать, что перекрашивать можно любые обои, но если на полотне есть рисунки, то они будут также видны. Во время перекраски можно создавать как однотонные стены, так и пятнистые, с различными текстурами. При помощи малярного скотча можно создавать различные геометрические принты, рисунки кисточкой.

Еще один вариант, который подойдет для небольших пятен – виниловые наклейки. Их можно как приобрести в строительных магазинах, так и изготовить на заказ. Такой вариант подойдет тогда, когда нужно закрыть два-три пятна, так как избыток наклеек будет смотреться безвкусно.

Таким образом, не стоит бояться пятен на стенах. Конечно же, обратить на них внимание и ликвидировать их лучше всего до поклейки обоев, однако даже в противном случае все не так страшно.

Причины появления


Все пятна на обоях условно можно разделить на два типа:

Читайте также:  Селективность автоматических выключателей ПУЭ

Следы, относящиеся к первой категории, проявляются в течение двух-трех недель после ремонта. Почему они проступают? Причины могут быть следующие:

  1. Неправильное использование грунтовки.
  2. Ошибки в использовании обойного клея, например, использование заранее разведенного клейного состава.
  3. Неправильная подготовка поверхности потолка и стен к поклейке обоев. Так любой ржавеющий штырь в бетонной поверхности может привести к появлению пятен на обоях.

Внимание
От появления следов в процессе эксплуатации квартиры также никто не застрахован. Они могут появиться в результате игр детей и животных, неаккуратной перестановки мебели и др.

Как подготовить стены с пятнами к поклейке обоев

Если обои уже куплены, а на стене есть пятна, то можно проверить, будут ли они просвечиваться. Для этого нужно подложить под обои яркое изображение и посмотреть, видна ли картинка. Если ответ отрицательный, то пятна после поклейки видны не будут. Если же ответ положительный, то необходима обработка стен.

Самый простой вариант – грунтовка белого цвета. Причем важно понимать, что в некоторых случаях придется нанести несколько слоев грунтовки, чтобы добиться полного отсутствия пятен.

Второй вариант – покраска стен. Перед поклейкой обоев стены красят в белый или другой светлый цвет до однородной цветовой гаммы. Конечно же, есть еще и третий вариант – поклейка на стену белой бумаги, однако это очень затратно по времени.

Учебная статья: «ПЯТНА НА ОБОЯХ ПОСЛЕ ПОКЛЕЙКИ – ПРИЧИНЫ И МЕТОДЫ УСТРАНЕНИЯ»

Пятна на обоях после ремонта являются крайне неприятным явлением. Если повезет, то их получится сделать едва заметными или даже вовсе устранить. В худшем же случае – отделку придется полностью сорвать и после определенных процедур выполнить косметический ремонт заново.

Далее мы рассмотрим, по каким причинам они могут появиться и как вывести пятна с обоев.

Как быть с темными пятнами

Что делать, если после поклейки обоев появились темные пятна? Причем, проявиться они могут как сразу, так и через неделю. Как один из возможных вариантов, это может свидетельствовать о том, что через обои проступила плесень, после чего они, собственно, и покрылись пятнами. В любом случае, в такой ситуации желательно реагировать незамедлительно.

Что могло спровоцировать

Первым делом, необходимо постараться как можно более точно определить причины, которые могли привести к том, что появились темные пятна на обоях после поклейки. При этом необходимо помнить про то, что в большинстве случаев сам источник появления и распространения плесени находится под обоями. Итак, вот основные причины:

Какова бы ни была причина проблемы, для ее решения нужно в первую очередь избавиться от старых обоев. Ни один состав против грибка, даже самый современный, не сможет предотвратить повторное появление пятен, если вы не удалите старые обои. Так что, придется это сделать. Кроме того, перед тем, как убрать пятна с обоев вам нужно будет в любом случае создать хороший микроклимат. Поэтапный алгоритм действий, которые вам придется провести после этого, выглядит следующим образом:

  1. Перенесите все предметы мебели в другую комнату и протрите их смоченной перекисью водорода тряпкой.
  2. Поверхность стен в проблемных местах нужно зачистить наждачной бумагой, а затем удалить пыль, хорошенько вымыв эти участки.
  3. Затем возьмите средство по борьбе с грибком и плесенью и нанесите его на всей поверхности стены.
  4. После этого вновь обработайте стену смоченной тряпкой или губкой, избавившись, таким образом, от оставшихся частичек пыли и грязи.
  5. Нанесите второй слой противогрибкового средства и после этого можете переходить к поклейке.

Теперь вы точно знаете почему на обоях появились темные пятна и что следует предпринимать в такой ситуации.

Внимание! Для обеспечения безопасности для вашего здоровья старайтесь быть в маске во время осуществления работ. Кроме того, не забывайте проветривать помещение.

Почему флизелиновые обои просвечивают и что с этим делать

Флизелиновые обои пользуются большой популярностью благодаря своей способности скрывать мелкие дефекты поверхности, долгое время сохранять первоначальный внешний вид даже при прямом воздействии ультрафиолета. Материал отличается механической прочностью, стойкостью к износу. Он не притягивает пыль, полностью соответствует требованиям пожарной и экологической безопасности. Кроме того, флизелиновые обои можно использовать в отделке помещений с высокой влажностью, их легко можно протереть влажной тряпкой или пропылесосить при уборке.

Избавляемся от жирных разводов

Итак, что делать с плесенью, мы выяснили. А как убрать жирное пятно с обоев, бумажных, флизелиновых, виниловых и так далее? В качестве некоторого утешения (если сравнивать с предыдущим случаем), можно упомянуть о том, что устраняя жир и последствия его попадания на отделку, вам, скорее всего, не придется переклеивать обои заново. Хотя, конечно, случаи бывают всякие. У этого вида загрязнения также имеются свои «разновидности», которые могут быть спровоцированы разными причинами. Вот их краткий перечень:

  1. Попадание пластилина (речь идет про детскую комнату).
  2. Загрязнение небольшими кусочками пиши, особенно на кухне с в гостиной, поскольку некоторые люди предпочитают обедать или ужинать именно в этой комнате.
  3. Невнимательное отношение с теми или иными источниками жира (масла и так далее).

В то же самое время, существует сразу несколько вариантов того, как вывести жирные пятна с обоев. Как правило, выбор того или иного способа зависит непосредственно от вида материала, из которого были изготовлены обои.

Бумага

Именно бумажные обои, а иногда и текстильные (тканевые) относятся к тем видам отделки, которые наиболее восприимчивы к воздействию жира и возникновению жирных пятен. В то же самое время, это вовсе не говорит о том, что очистка таких обоев – невозможна. Как раз-таки, наоборот: зная, как убирать жир, вы сможете сделать это без каких-либо значимых осложнений. Поможет вам в этом так называемый термический способ. Для этого необходимо воспользоваться салфеткой или листом белой бумаги, приложив которые к проблемному участку стены, прогладить сверху утюгом. В некоторых ситуациях такой подход не сработает: значит, имеет смысл воспользоваться альтернативными методами, один из которых предусматривает применение обыкновенного бензина. Вот что вам потребуется сделать:

Помните! Хотя бы один из приведенных методов должен посодействовать полному выведению жирного пятна с обоев.

Другие виды обоев

В данном случае речь идет про так называемые «тяжелые» обои: виниловые и флизелиновые. Несмотря на кажущуюся изначальную сложность задачи, удалить пятна с подобных поверхностей можно даже проще, чем в случае с бумажными «собратьями». Для этого вполне достаточно просто протереть грязное место тряпочкой, можно – с использованием чистящего средства.

Желательно, чтобы она губка или тряпка не были излишне жесткими, поскольку, в противном случае, они могут повредить декоративный слой обоев. Перед тем, как отмыть загрязнение, убедитесь в этом.

Методы удаления

При загрязнении в процессе работы придется принимать меры для очищения. Вначале определите тип обойного материала.

Средства для отмывания загрязнений:

Разные цвета разводов

Цвет загрязнения может быть совершенно разным. Можно встретить следующие варианты: белые, красные, розовые, ржавые (так проявляются гвозди и саморезы, от которых не избавились при ремонте), фиолетовые и некоторые другие. Тем не менее, наиболее часто встречающийся вид (по цвету) — это желтые пятна на обоях после поклейки. При этом часто так происходит, что появляются они даже при том условии, что все необходимые правила, советы и инструкции по корректному монтажу полотен были соблюдены «от и до».

Причина, в подавляющем большинстве таких случаев – одна и та же: обойный клей, который начинает проявляться после того, как вы поклеили обои. С другой стороны, иногда такие пятна бывают старыми, хотя, такое случается достаточно редко. Так вот, очень часто такие загрязнения являются временными, и по истечению определенного периода исчезают сами собой. Для начала, попробуйте подождать какое-то время, и посмотреть, не пропадут ли они. С другой стороны, это, к сожалению, происходит не всегда: порой приходится предпринимать определенный действия. Иногда, кстати, это можно объяснить не очень высоким качеством самих материалов. Поэтому, лучше не экономьте на отделочных покрытиях и старайтесь выбирать более качественные варианты.

Что касается появления ржавых пятен, то они, как правило, появляются в тех случаях, когда не была выполнена надлежащая подготовка, особенно в случаях со старыми стенами. Иными словами, нередко так получается, что в стене остаются старые гвозди, шурупы и прочий металлический крепеж. Для избавления от пятен такого рода вам нужно будет не только переклеивать обои заново, но и удалить старый крепеж, который является источником возникновения ржавчины. Моющие средства и порошки тут не помогут: надо избавить именно от старых гвоздей.

Между тем, в ряду случаев на стенах могут возникнуть пятна розового, порой даже близкого к красному цвета. Как правило, причиной этого является использование определенных грунтовок. В таком случае, к сожалению, без повторной поклейки – не обойтись. К тому же, рекомендуется удались и слой грунтовки, которая вызвала подобный эффект и использовать вместо нее что-то аналогичное по характеристикам, но не оказывающее такого воздействия. Кстати, при наклеивании виниловых обоев, в особенности белого цвета, также может возникать некоторое легкое покраснение, как на стыках, так и посередине полотен. В большинстве случаев это связано с использованием определенного обойного клея, и такие пятна должны исчезнуть после его полного высыхания.

Как поклеить обои, чтобы не оставались следы

Начиная работу без помощи профессионалов, запаситесь терпением, придерживайтесь технологии оклеивания, своевременно удаляйте проступившие излишки клея на стыках полотен.

Засохшие клеевые разводы очистить намного сложнее, возможен вариант, что пятна не поддадутся смыванию.

Имея дело с тонкими бумажными обоями, проводить операции по удалению разводов нужно бережно, чтобы не повредить поверхность полотна. Бумажный материал нежный, резкие движения испортят всю проделанную работу. Начинать можно после небольшой пробы снизу, вытереть состав влажной салфеткой.

Чтобы избежать проблемы, стоит ответственно подойти к выбору клея. Для качественного выполнения работы нужен специальный клеящий состав с необходимыми свойствами и эффективностью, не жалейте денег. Помните, что ремонт квартиры делается на годы.

Особый обойный состав клеевого вещества при высыхании избавит вас от стираний и мытья. Клей невидимый, поэтому, покупая средство, убедитесь, что там написано. На упаковке должна быть четкая надпись, что клеящее вещество не оставляет следов.

Удаляем фломастер и ручку

Итак, если под обоями появились темные пятна, то более-менее понятно, как быть и что делать. Но часто приходится решать такую проблему, как избавление от ручки или фломастера. В особенности это касается обоев для детской комнаты. Итак, пятна от фломастера (желтые, розовые, синие и т.д. – цвет тут не важен) убираются следующим образом:

Внимание! Для начала попробуйте любой из вышеперечисленных вариантов на небольшом участке, желательно, наиболее скрытом от глаз. Таким образом, вы сможете определить действенность того или иного метода.

Ручка также убирается без особых проблем. Вот несколько вариантов:

  1. Сделайте смесь из нашатырного спирта и воды в пропорции 1 к 2. После этого, проблемные места нужно подвергнуть обработке полученным средством. Для этого используйте ватный диск или косметические палочки. Способ подходит для бумажных обоев.
  2. Если речь идет про виниловые обои, то одним из методов по удалению пятен от рисования ручкой является применение простых, всем знакомых средств гигиены, включая влажные салфетки. Все они легко доступны и их можно приобрести в каждом магазине.

Вывод

После рассмотрения разных ситуаций можно смело говорить о том, что средство по выведению темных, жирных, желтых и прочих пятен на обоях нужно выбирать в зависимости от того, что явилось причиной загрязнения. Если вы не знаете, как это делается и задумываетесь над тем, как замаскировать пятно на обоях, чем закрыть это место и так далее, не отчаивайтесь: в большинстве случаев решить проблему можно фактически подручными средствами, которые продаются в большинстве магазинов или аптек. Кроме того, при пропадании ремонта старайтесь строго соблюдать технологии. Это будет гарантией того, что после поклейки на обоях не появятся темные пятна.

Читайте также:  Области применения различных марок бетона

Применение резонанса напряжений и резонанса токов

В колебательном контуре, обладающем индуктивностью L, емкостью C и сопротивлением R, свободные электрические колебания имеют тенденцию к затуханию. Чтобы колебания не затухали, необходимо периодически пополнять контур энергией, тогда возникнут вынужденные колебания, которые не будут затухать, ведь внешняя переменная ЭДС станет теперь поддерживать колебания в контуре.

Если колебания поддерживать источником внешней гармонической ЭДС, частота которой f очень близка к резонансной частоте колебательного контура F, то амплитуда электрических колебаний U в контуре станет резко возрастать, то есть наступит явление электрического резонанса .

Емкость в цепи переменного тока

Рассмотрим сначала поведение конденсатора C в цепи переменного тока. Если к генератору, напряжение U на выводах которого меняется по гармоническому закону, присоединить конденсатор C, то заряд q на обкладках конденсатора станет меняться также по гармоническому закону, как и ток I в цепи. Чем больше емкость конденсатора, и чем выше частота f, прикладываемой к нему гармонической ЭДС, тем больше окажется ток I.

С этим фактом связано представление о так называемом емкостном сопротивлении конденсатора XC, которое он вносит в цепь переменного тока, ограничивая ток подобно активному сопротивлению R, но в сравнении с активным сопротивлением, конденсатор не рассеивает энергию в виде тепла.

Если активное сопротивление рассеивает энергию, и таким образом ограничивает ток, то конденсатор ограничивает ток просто из-за того, что в нем не успевает уместиться больше заряда, чем генератор может дать за четверть периода, к тому же в следующую четверть периода конденсатор отдает энергию, которая накопилась в электрическом поле его диэлектрика, обратно генератору, то есть хоть ток и ограничен, энергия не рассеивается (потерями в проводах и в диэлектрике пренебрежем).

Индуктивность в цепи переменного тока

Теперь рассмотрим поведение индуктивности L в цепи переменного тока. Если вместо конденсатора присоединить к генератору катушку, обладающую индуктивностью L, то при подаче от генератора синусоидальной (гармонической) ЭДС на выводы катушки, – в ней начнет возникать ЭДС самоиндукции , поскольку при изменении тока через индуктивность, увеличивающееся магнитное поле катушки стремится препятствовать росту тока (закон Ленца), то есть получается, что катушка вносит в цепь переменного тока индуктивное сопротивление XL – дополнительное к сопротивлению провода R.

Чем больше индуктивность данной катушки, и чем выше частота F тока генератора, тем выше индуктивное сопротивление XL и меньше ток I, ведь ток просто не успевает устанавливаться, потому что ЭДС самоиндукции катушки ему мешает. И каждые четверть периода энергия, накопленная в магнитном поле катушки, возвращается к генератору (потерями в проводах пока пренебрежем).

Полное сопротивление с учетом R

В любом реальном колебательном контуре последовательно соединены индуктивность L, емкость C и активное сопротивление R.

Индуктивность и емкость действуют на ток противоположно в каждую четверть периода гармонической ЭДС источника: на обкладках конденсатора в процессе заряда напряжение увеличивается, хотя уменьшается ток, а при нарастании тока через индуктивность ток хоть и испытывает индуктивное сопротивление, но нарастает и поддерживается.

И во время разряда: разрядный ток конденсатора сначала большой, напряжение на его обкладках стремится установить большой ток, а индуктивность препятствует увеличению тока, и чем больше индуктивность, тем меньший разрядный ток будет иметь место. При этом активное сопротивление R вносит чисто активные потери. То есть полное сопротивление Z, последовательно включенных L, C и R, при частоте источника f, будет равно:

Закон Ома для переменного тока

Из закона Ома для переменного тока очевидно, что амплитуда вынужденных колебаний пропорциональна амплитуде ЭДС и зависит от частоты. Полное сопротивление цепи будет наименьшим, а амплитуда тока будет наибольшей при условии, что индуктивное сопротивление и емкостное при данной частоте равны между собой, в этом случае наступит резонанс. Отсюда же выводится формула для резонансной частоты колебательного контура :

Когда источник ЭДС, емкость, индуктивность и сопротивление включены между собой последовательно, то резонанс в такой цепи называется последовательным резонансом или резонансом напряжений. Характерная черта резонанса напряжений — значительные напряжения на емкости и на индуктивности, по сравнению с ЭДС источника.

Причина появления такой картины очевидна. На активном сопротивлении по закону Ома будет напряжение Ur, на емкости Uc, на индуктивности Ul, и составив отношение Uc к Ur можно найти величину добротности Q. Напряжение на емкости будет в Q раз больше ЭДС источника, такое же напряжение окажется приложенным к индуктивности.

То есть резонанс напряжений приводит к возрастанию напряжения на реактивных элементах в Q раз, а резонансный ток будет ограничен ЭДС источника, его внутренним сопротивлением и активным сопротивлением цепи R. Таким образом, сопротивление последовательного контура на резонансной частоте минимально.

Применение резонанса напряжений

Явление резонанса напряжений используют в электрических фильтрах разного рода, например если необходимо устранить из передаваемого сигнала составляющую тока определенной частоты, то параллельно приемнику ставят цепочку из соединенных последовательно конденсатора и катушки индуктивности, чтобы ток резонансной частоты этой LC-цепочки замкнулся бы через нее, и не попал к бы приемнику.

Тогда токи частоты далекой от резонансной частоты LC-цепочки будут проходить в нагрузку беспрепятственно, и только близкие к резонансу по частоте токи – будут находить себе кротчайший путь через LC-цепочку.

Или наоборот. Если необходимо пропустить только ток определенной частоты, то LC-цепочку включают последовательно приемнику, тогда составляющие сигнала на резонансной частоте цепочки пройдут к нагрузке почти без потерь, а частоты далекие от резонанса окажутся сильно ослаблены и можно сказать, что к нагрузке совсем не попадут. Данный принцип применим к радиоприемникам, где перестраиваемый колебательный контур настраивают на прием строго определенной частоты нужной радиостанции.

Вообще резонанс напряжений в электротехнике является нежелательным явлением, поскольку он вызывает перенапряжения и выход из строя оборудования.

В качестве простого примера можно привести длинную кабельную линию, которая по какой-то причине оказалась не подключенной к нагрузке, но при этом питается от промежуточного трансформатора. Такая линия с распределенной емкостью и индуктивностью, если ее резонансная частота совпадет с частотой питающей сети, просто будет пробита и выйдет из строя. Чтобы предотвратить разрушение кабелей от случайного резонанса напряжений, применяют вспомогательную нагрузку.

Но иногда резонанс напряжений играет нам на руку и не только в радиоприемниках. Например, бывает, что в сельской местности напряжение в сети непредсказуемо упало, а станку нужно напряжение не менее 220 вольт. В этом случае явление резонанса напряжений спасает.

Достаточно последовательно со станком (если приводом в нем является асинхронный двигатель) включить по несколько конденсаторов на фазу, и таким образом напряжение на обмотках статора поднимется.

Здесь важно правильно подобрать количество конденсаторов, чтобы они точно скомпенсировали своим емкостным сопротивлением вместе с индуктивным сопротивлением обмоток просадку напряжения в сети, то есть слегка приблизив цепь к резонансу — можно поднять упавшее напряжение даже под нагрузкой.

Когда источник ЭДС, емкость, индуктивность и сопротивление включены между собой параллельно, то резонанс в такой цепи называется параллельным резонансом или резонансом токов. Характерная черта резонанса токов — значительные токи через емкость и индуктивность, по сравнению с током источника.

Причина появления такой картины очевидна. Ток через активное сопротивление по закону Ома будет равен U/R, через емкость U/XC, через индуктивность U/XL, и составив отношение IL к I можно найти величину добротности Q. Ток через индуктивность будет в Q раз больше тока источника, такой же ток будет течь каждые пол периода в конденсатор и из него.

То есть резонанс токов приводит к возрастанию тока через реактивные элементы в Q раз, а резонансная ЭДС будет ограничена ЭДС источника, его внутренним сопротивлением и активным сопротивлением цепи R. Таким образом, на резонансной частоте сопротивление параллельного колебательного контура максимально.

Применение резонанса токов

Аналогично резонансу напряжений, резонанс токов применяется в различных фильтрах. Но включенный в цепь, параллельный контур действует наоборот, чем в случае с последовательным: установленный параллельно нагрузке, параллельный колебательный контур позволит току резонансной частоты контура пройти в нагрузку, поскольку сопротивление самого контура на собственной резонансной частоте максимально.

Установленный последовательно с нагрузкой, параллельный колебательный контур не пропустит сигнал резонансной частоты, поскольку все напряжение упадет на контуре, а на нагрузку придется мизерная доля сигнала резонансной частоты.

Так, основное применение резонанса токов в радиотехнике — создание большого сопротивления для тока определенной частоты в ламповых генераторах и усилителях высокой частоты.

В электротехнике резонанс токов используется с целью достижения высокого коэффициента мощности нагрузок, обладающих значительными индуктивными и емкостными составляющими.

Например, установки компенсации реактивной мощности (КРМ) представляют собой конденсаторы, подключаемые параллельно обмоткам асинхронных двигателей и трансформаторов, работающих под нагрузкой ниже номинальной.

К таким решениям прибегают как раз с целью достижения резонанса токов (параллельного резонанса), когда индуктивное сопротивление оборудования делается равным емкостному сопротивлению подключаемых конденсаторов на частоте сети, чтобы реактивная энергия циркулировала между конденсаторами и оборудованием, а не между оборудованием и сетью; чтобы сеть отдавала энергию только тогда, когда оборудование нагружено и потребляет активную мощность.

Когда же оборудование работает в холостую, сеть оказывается подключена параллельно резонансному контуру (внешние конденсаторы и индуктивность оборудования), который представляет для сети очень большое комплексное сопротивление и позволяет снизиться коэффициенту мощности.

Что такое резонанс токов и напряжений

Простое объяснение явления резонанса токов и напряжений. Условия возникновения резонанса и его применение на практике.

Явление резонанса токов и напряжений наблюдается в цепях индуктивно-емкостного характера. Это явление нашло применение в радиоэлектронике, став основным способов настройки приемника на определенную волну. К сожалению, резонанс может нанести вред электрооборудованию и кабельным линиям. В физике резонансом является совпадение частот нескольких систем. Давайте рассмотрим, что такое резонанс напряжений и токов, какое значение он имеет и где используется в электротехнике. Содержание:

Реактивные сопротивления индуктивности и емкости

Индуктивностью называется способность тела накапливать энергию в магнитном поле. Для нее характерно отставание тока от напряжения по фазе. Характерные индуктивные элементы — дросселя, катушки, трансформаторы, электродвигатели.

Емкостью называются элементы, которые накапливают энергию с помощью электрического поля. Для емкостных элементов характерно отставание по фазе напряжения от тока. Емкостные элементы: конденсаторы, варикапы.

Приведены их основные свойства, нюансы в пределах этой статьи во внимание не берутся.

Кроме перечисленных элементов другие также имеют определенную индуктивность и емкость, например в электрических кабелях распределенные по его длине.

Емкость и индуктивность в цепи переменного тока

Если в цепях постоянного тока емкость в общем смысле представляет собой разорванный участок цепи, а индуктивность — проводник, то в переменном конденсаторы и катушки представляют собой реактивный аналог резистора.

Реактивное сопротивление катушки индуктивности определяется по формуле:

Реактивное сопротивление конденсатора:

Здесь w — угловая частота, f — частота в цепи синусоидального тока, L — индуктивность, C — емкость.

Стоит отметить, что при расчете соединенных последовательно реактивных элементов используют формулу:

Обратите внимание, что емкостная составляющая принимается со знаком минус. Если в цепи присутствует еще и активная составляющая (резистор), то складывают по формуле теоремы Пифагора (исходя из векторной диаграммы):

От чего зависит реактивное сопротивление? Реактивные характеристики зависят от величины емкости или индуктивности, а также от частоты переменного тока.

Если посмотреть на формулу реактивной составляющей, то можно заметить, что при определенных значениях емкостной или индуктивной составляющей их разность будет равна нулю, тогда в цепи останется только активное сопротивление. Но это не все особенности такой ситуации.

Резонанс напряжений

Если последовательно с генератором соединить конденсатор и катушку индуктивности, то, при условии равенства их реактивных сопротивлений, возникнет резонанс напряжений. При этом активная часть Z должно быть как можно меньшей.

Стоит отметить, что индуктивность и емкость обладает только реактивными качествами лишь в идеализированных примерах. В реальных же цепях и элементах всегда присутствует активное сопротивление проводников, хоть оно и крайне мало.

При резонансе происходит обмен энергией между дросселем и конденсатором. В идеальных примерах при первоначальном подключении источника энергии (генератора) энергия накапливается в конденсаторе (или дросселе) и после его отключения происходят незатухающие колебания за счет этого обмена.

Напряжения на индуктивности и емкости примерно одинаковы, согласно закону Ома:

Где X — это Xc емкостное или XL индуктивное сопротивление соответственно.

Цепь, состоящую из индуктивности и емкости, называют колебательным контуром. Его частота вычисляется по формуле:

Период колебаний определяется по формуле Томпсона:

Так как реактивное сопротивление зависит от частоты, то сопротивление индуктивности с ростом частоты увеличивается, а у ёмкости падает. Когда сопротивления равны, то общее сопротивление сильно снижается, что отражено на графике:

Основными характеристиками контура являются добротность (Q) и частота. Если рассмотреть контур в качестве четырехполюсника, то его коэффициент передачи после несложных вычислений сводится к добротности:

А напряжение на выводах цепи увеличивается пропорционально коэффициенту передачи (добротности) контура.

При резонансе напряжений, чем выше добротность, тем больше напряжение на элементах контура будет превышать напряжение подключенного генератора. Напряжение может повышаться в десятки и сотни раз. Это отображено на графике:

Потери мощности в контуре обусловлены только наличием активного сопротивления. Энергия из источника питания берется только для поддержания колебаний.

Коэффициент мощности будет равен:

Эта формула показывает, что потери происходят за счет активной мощности:

Резонанс токов

Резонанс токов наблюдается в цепях, где индуктивность и емкость соединены параллельно.

Явление заключается в протекании токов большой величины между конденсатором и катушкой, при нулевом токе в неразветвленной части цепи. Это объясняется тем, что при достижении резонансной частоты общее сопротивление Z возрастает. Или простым языком звучит так – в точке резонанса достигается максимальное общее значение сопротивления Z, после чего одно из сопротивлений увеличивается, а другое снижается в зависимости от того растет или снижается частота. Это наглядно отображено на графике:

В общем, всё аналогично предыдущему явлению, условия возникновения резонанса токов следующие:

  1. Частота питания аналогична резонансной у контура.
  2. Проводимости у индуктивности и ёмкости по переменному току равны BL=Bc, B=1/X.

Применение на практике

Рассмотрим, какая польза и вред резонанса токов и напряжений. Наибольшую пользу явления резонанса принесли в радиопередающей аппаратуре. Простыми словами, а схеме приемника установлены катушка и конденсатор, подключенные к антенне. С помощью изменения индуктивности (например, перемещая сердечник) или величины емкости (например, воздушным переменным конденсатором) вы настраиваете резонансную частоту. В результате чего напряжение на катушке повышается и приемник ловит определенную радиоволну.

Вред эти явления могут на нести в электротехнике, например, на кабельных линиях. Кабель представляет собой распределенную по длине индуктивность и емкость, если на длинную линию подать напряжение в режиме холостого хода (когда на противоположном от источника питания конце кабеля нагрузка не подключена). Поэтому есть опасность того, что произойдет пробой изоляции, во избежание этого подключается нагрузочный балласт. Также аналогичная ситуация может привести к выходу из строя электронных компонентов, измерительных приборов и другого электрооборудования – это опасные последствия возникновения этого явления.

Читайте также:  Почему при установке пластиковых окон следует выбрать профиль Rehau?

Заключение

Резонанс напряжений и токов — интересное явление, о котором нужно знать. Он наблюдается только в индуктивно-емкостных цепях. В цепях с большим активным сопротивлениям он не может возникнуть. Подведем итоги, кратко ответив на основные вопросы по этой теме:

  1. Где и в каких цепях наблюдается явление резонанса?

В индуктивно-емкостных цепях.

  1. Какие условия возникновения резонанса токов и напряжений?

Возникает при условии равенства реактивных сопротивлений. В цепи должно быть минимальное активное сопротивление, а частота источника питания совпадать с резонансной частотой контура.

  1. Как найти резонансную частоту?

В обоих случаях по формуле: w=(1/LC)^(1/2)

  1. Как устранить явление?

Увеличив активное сопротивление в цепи или изменив частоту.

Теперь вы знаете, что такое резонанс токов и напряжений, каковы условия его возникновения и варианты применения на практике. Для закрепления материала рекомендуем просмотреть полезное видео по теме:


Материалы по теме:


Понятие о резонанс токов. Условия его возникновения и способы осуществления

Резонанс токов — резонанс, происходящий в параллельном колебательном контуре при его подключении к источнику напряжения, частота которого совпадает с собственной частотой контура.

Условие резонанса токов: , .

В1 – реактивная проводимость первой ветви,

В2 – реактивная проводимость второй ветви.

Способ возбуждения колебаний в электрическом контуре, заключающийся в генерации колебаний, за счет регулирования сигнала, управляющего возбуждением колебаний.

Резонанс токов и его признаки

Режим, при котором в цепи, содержащей параллельные ветви с индуктивными и емкостными элементами, ток неразветвленного участка цепи совпадает по фазе с напряжением (φ=0), называют резонансом токов.

Признаки резонанса токов:

Реактивные составляющие токов ветвей равны IPC = IPL и находятся в противофазе в случае, когда напряжение на входе чисто активное;

Токи ветвей превышают общий ток цепи, который имеет минимальное значение и совпадают по фазе.

Мгновенная мощь цепи синусоидального тока

Мгновенной мощностью называют произведение мгновенного напряжения на входе цепи на мгновенный ток.

Пусть мгновенные напряжение и ток определяются по формулам:

Тогда

Среднее значение мгновенной мощности за период

Из треугольника сопротивлений , a

Получим еще одну формулу:

Среднее арифметическое значение мощности за период называют активной мощностью и обозначают буквой P.

Эта мощность измеряется в ваттах и характеризует необратимое преобразование электрической энергии в другой вид энергии, например, в тепловую, световую и механическую энергию.

Возьмем реактивный элемент (индуктивность или емкость). Активная мощность в этом элементе , так как напряжение и ток в индуктивности или емкости различаются по фазе на 90 o . В реактивных элементах отсутствуют необратимые потери электрической энергии, не происходит нагрева элементов.

Происходит обратимый процесс в виде обмена электрической энергией между источником и приемником. Для качественной оценки интенсивности обмена энергией вводится понятие реактивной мощности Q.

Преобразуем выражение (6.23):

где – мгновенная мощность в активном сопротивлении;

– мгновенная мощность в реактивном элементе (в индуктивности или в емкости).

Максимальное или амплитудное значение мощности p2 называется реактивной мощностью

где x – реактивное сопротивление (индуктивное или емкостное).

Реактивная мощность, измеряемая в вольтамперах реактивных, расходуется на создание магнитного поля в индуктивности или электрического поля в емкости. Энергия, накопленная в емкости или в индуктивности, периодически возвращается источнику питания.

Амплитудное значение суммарной мощности p = p1 + p2 называется полной мощностью.

Полная мощность, измеряемая в вольтамперах, равна произведению действующих значений напряжения и тока:

где z – полное сопротивление цепи.

Полная мощность характеризует предельные возможности источника энергии. В электрической цепи можно использовать часть полной мощности

где – коэффициент мощности или “косинус “фи”.

Коэффициент мощности является одной из важнейших характеристик электротехнических устройств. Принимают специальные меры к увеличению коэффициента мощности.

Активная, реактивная и полная мощность цепей синусоидального тока

Активная мощность.

Единица измерения — ватт (W, Вт).

Среднее за период T значение мгновенной мощности называется активной мощностью: В цепях однофазного синусоидального тока где U и I — среднеквадратичные значения напряжения и тока, φ — угол сдвига фаз между ними. Для цепей несинусоидального тока электрическая мощность равна сумме соответствующих средних мощностей отдельных гармоник. Активная мощность характеризует скорость необратимого превращения электрической энергии в другие виды энергии (тепловую и электромагнитную). Активная мощность может быть также выражена через силу тока, напряжение и активную составляющую сопротивления цепи r или её проводимость g по формуле P=I 2 ∙r=U 2 ∙g. В любой электрической цепи как синусоидального, так и несинусоидального тока активная мощность всей цепи равна сумме активных мощностей отдельных частей цепи, для трёхфазных цепей электрическая мощность определяется как сумма мощностей отдельных фаз. С полной мощностью S активная связана соотношением

В теории длинных линий (анализ электромагнитных процессов в линии передачи, длина которой сравнима с длиной электромагнитной волны) полным аналогом активной мощности является проходящая мощность, которая определяется как разность между падающей мощностью и отраженной мощностью.

Реактивная мощность.

Единица измерения — вольт-ампер реактивный (var, вар).

Реактивная мощность — величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля в цепи синусоидального переменного тока, равна произведению среднеквадратичных значений напряжения U и тока I, умноженному на синус угла сдвига фаз φ между ними: (если ток отстаёт от напряжения, сдвиг фаз считается положительным, если опережает — отрицательным). Реактивная мощность связана с полной мощностью S и активной мощностью Р соотношением: .

Физический смысл реактивной мощности — это энергия, перекачиваемая от источника на реактивные элементы приёмника (индуктивности, конденсаторы, обмотки двигателей), а затем возвращаемая этими элементами обратно в источник в течение одного периода колебаний, отнесённая к этому периоду.

Необходимо отметить, что величина sin φ для значений φ от 0 до плюс 90° является положительной величиной. Величина sin φ для значений φ от 0 до −90° является отрицательной величиной. В соответствии с формулой Q = UI sin φ, реактивная мощность может быть как положительной величиной (если нагрузка имеет активно-индуктивный характер), так и отрицательной (если нагрузка имеет активно-ёмкостный характер). Данное обстоятельство подчёркивает тот факт, что реактивная мощность не участвует в работе электрического тока. Когда устройство имеет положительную реактивную мощность, то принято говорить, что оно её потребляет, а когда отрицательную — то производит, но это чистая условность, связанная с тем, что большинство электропотребляющих устройств (например, асинхронные двигатели), а также чисто активная нагрузка, подключаемая через трансформатор, являются активно-индуктивными.

Синхронные генераторы, установленные на электрических станциях, могут как производить, так и потреблять реактивную мощность в зависимости от величины тока возбуждения, протекающего в обмотке ротора генератора. За счёт этой особенности синхронных электрических машин осуществляется регулирование заданного уровня напряжения сети. Для устранения перегрузок и повышения коэффициента мощности электрических установок осуществляется компенсация реактивной мощности.

Применение современных электрических измерительных преобразователей на микропроцессорной технике позволяет производить более точную оценку величины энергии возвращаемой от индуктивной и емкостной нагрузки в источник переменного напряжения.

Измерительные преобразователи реактивной мощности, использующие формулу Q = UI sin φ, более просты и значительно дешевле измерительных преобразователей на микропроцессорной технике.

Полная мощность.

Единица полной электрической мощности — вольт-ампер (V·A, В·А)

Полная мощность — величина, равная произведению действующих значений периодического электрического тока I в цепи и напряжения U на её зажимах: S = U·I; связана с активной и реактивной мощностями соотношением: S= , где Р — активная мощность, Q — реактивная мощность (при индуктивной нагрузке Q > 0, а при ёмкостной Q

Что такое резонанс напряжений?

Резонансные явления наблюдаются в колебательных системах, когда частота собственных колебаний элементов системы совпадает с частотой внешних (вынужденных) колебательных процессов. Данное утверждение справедливо и для цепей с циркулирующим переменным током. В таких электрических цепях при наличии определённых условий возникает резонанс напряжений, что влияет на параметры тока. Явление резонанса в электротехнике может быть полезным или вредным, в зависимости от ситуации, в которой происходит процесс.

Описание явления

Если в некой электрической цепи (см. рис. 1) имеются ёмкостные и индуктивные элементы, которые обладают собственными резонансными частотами, то при совпадении этих частот амплитуда колебаний резко возрастёт. То есть происходит резкий всплеск напряжений на этих элементах. Это может вызвать разрушение элементов электрической цепи.

Рис. 1. Резонанс в электрической цепи

Давайте рассмотрим на этом примере, какие явления будут происходить при подключении генератора переменного тока к контактам схемы. Заметим, что катушки и конденсаторы обладают свойствами, которые можно сравнить с аналогом реактивного резистора. В частности, дроссель в электрической цепи создаёт индуктивное сопротивление. Конденсатор является причиной ёмкостного сопротивления.

Индуктивный элемент вызывает сдвиг фаз, характеризующийся отставанием тока от напряжения на ¼ периода. Под действием конденсатора ток, наоборот, на ¼ периода опережает напряжение.

Другими словами, действие индуктивности противоположно действию на сдвиг фаз ёмкостного сопротивления. То есть катушки индуктивности и ёмкостные элементы по-разному воздействуют на генератор и по-своему корректируют фазовые соотношения между электрическим током и напряжением.

Формула

Общее реактивное сопротивление рассматриваемых нами элементов равно сумме сопротивлений каждого из них. С учётом противоположности действий можно записать: Xобщ = XL — Xc , где XL = ωL — индуктивное реактивное сопротивление, выражение Xc = 1/ωC — это ёмкостное реактивное сопротивление.

На рисунке 2 изображены графики зависимости полного сопротивления цепи и связанной с ним силы тока, от реактивного сопротивления индуктивного элемента. Обратите внимание на то, как падает полное сопротивление при уменьшении реактивной сопротивляемости RL (график б) и как при этом возрастает ток (график в).

Рис. 2. Графики зависимости параметров тока от падения реактивного сопротивления

Электрические цепи, состоящие из последовательно соединённых конденсаторов, пассивный резисторов и катушек индуктивности называют последовательными резонансными (колебательными) контурами (см. рис. 2). Существуют также параллельные контуры, в которых R, L, C элементы подключены параллельно (рис. 3).

Рис. 3. Последовательный колебательный контур Рис. 4. Параллельный колебательный контур

В режиме резонанса мощность источника питания будет рассеиваться только на активных сопротивлениях (в том числе на активном сопротивлении катушки). Для резонансных контуров характерны потери только активной мощности, которая израсходуется на поддержание колебательного процесса. Реактивная мощность на L C элементах при этом не расходуется. Ток в резонансном режиме принимает максимальное значение:

Величину Q принято называть термином «Добротность контура». Данный параметр показывает, во сколько раз напряжение, возникшее на контактах реактивных элементов, превышает входное напряжение U электрической сети. Для описания соотношения выходного и входного напряжений часто применяют коэффициент K. При резонансе:

Формулировка

На основании вышеописанных явлений, сформулируем определение резонансного напряжения: «Если общее падение напряжения на ёмкостно-индуктивных элементах равно нулю, а амплитуда тока – максимальна, то такое особое состояние системы называется резонансом напряжений». Для лучшего понимания явления, немного перефразируем определение: резонансом напряжений является состояние, когда напряжение на CL — цепочке больше чем на входе электрической цепи.

Описанное явление довольно распространено в электротехнике. Иногда с ним борются, а иногда специально создают условия для образования резонанса. Основными характеристиками всякого резонансного контура являются параметры добротности и частоты [ 1 ].

В случае, если XL = Xc – справедливо равенство: ωL = 1/ωC , отсюда получаем:

Если ω = ω – возникает резонанс напряжений. Частоты совпадают в том случае, когда индуктивное сопротивление сравняется с ёмкостным сопротивлением конденсатора. В таких случаях в цепи будет действовать только активное сопротивление R. Наличие реактивных элементов в схеме приводит к увеличению полного сопротивления цепи (Z):

где R – общее активное сопротивление.

Учитывая, что по закону Ома U = I/Z, можно утверждать, что общее напряжение в цепи зависит, в том числе, и от слагаемых индуктивного и ёмкостного сопротивлений.

Если бы в рассматриваемой схеме (рис. 1) отсутствовало активное сопротивление R, то значение полного сопротивления Z стремилось бы к 0. Следовательно, напряжение на реактивных элементах при этом возрастает до критического уровня.

Поскольку XL и Xc зависят от частоты входного напряжения, то для возникновения резонанса следует подобрать соответствующую частоту сети, или изменять параметры катушки, либо конденсатора до тех пор, пока резонансные частоты не совпадут. Любое нарушение условий резонанса немедленно приводит к выходу системы из резонансного режима с последующим падением напряжения.

Условия наступления

Резонансные явления наступают только при наличии следующих условий:

  1. Наличие минимального активного сопротивления на участке электрической цепи.
  2. Равенство реактивных сопротивлений, возникших на цепочке LC.
  3. Совпадение входной частоты источника питания с резонансной частотой колебательного контура.

При резонансе в контуре напряжения на его элементах могут повышаться на порядок и больше.

Примеры применения на практике

Классическим примером применения резонанса колебательных контуров является настройка радиоприёмника на частоту соответствующей радиостанции. В качестве рабочего элемента настроечного узла используется конденсатор с регулируемой ёмкостью. Вращение ручки настройки изменяет ёмкость конденсатора, а значит и резонансную частоту контура.

В момент совпадения резонансной частоты с рабочей частотой какой-либо радиостанции возникает резонанс напряжений, в результате которого резко возрастает амплитуда колебаний принятой радиоприёмником частоты. Специальные фильтры отделяют эти колебания от несущих радиочастот, а усилители усиливают полученные сигналы. В динамике появляются звуки, генерируемые передатчиком радиостанции.

Колебательные контуры, построенные на принципе последовательного соединения LC-элементов, применяются в цепях питания высокоомных нагрузок, потребляющих токи повышенного напряжения. Такие же устройства применяют в полосовых фильтрах.

Последовательный резонанс применяют при пониженных напряжениях сети. В этом случае используют реактивную энергию обмоток трансформатора, соединённых последовательно.

Конденсаторы и различные катушки индуктивности (рис. 5) входят в конструкцию практически всех аналоговых устройств. Они используются для настройки фильтров или для управления токами в отдельных узлах.

Катушки индуктивности

Важно знать, что резонансные контуры не увеличивают количество электрической энергии в цепях. Они лишь могут повышать напряжения, иногда до опасных значений. Постоянный ток не причиной резонансных явлений.

Наряду с полезными свойствами резонансных явлений, в практической электротехнике часто возникают ситуации, когда резонанс напряжений приносит вред. В основном это связано с нежелательным повышением параметров тока на участках цепей. Примером могут служить опасное резонансные явления в кабельных линиях без нагрузки, что может привести к пробоям изоляции. Чтобы этого не случилось, на концевых участках таких линий устанавливают балластные нагрузочные элементы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *