مبدأ تعزيز الرنين على التوالي

صدى السلسلةهي ظاهرة خاصة تحدث في دائرة تسلسلية مكونة من مكونات R وL وC تحت ظروف معينة. الممانعة المعقدة لدائرة السلسلة R وL وC الموضحة في الشكل 1، والمثارة بجهد جيبي Us، هي:

الشكل 1 الشكل 2

عند التغيير من صفر إلى ما لا نهاية، تتغير X من - ∞ إلى+∞؛ عندما ω<ω o,="" x＜0,="" the="" circuit="" is="" capacitive;="" when="" ω="">ω o، X＞0، الدائرة حثي؛ عندما تكون ω=ω o، فإن ممانعة الدائرة Z (ω o)=R هي مقاومة خالصة؛ الجهد والتيار في الطور، وتسمى حالة عمل الدائرة في هذا الوقت بالرنين. وبما أن هذا الرنين يحدث في دائرة تسلسلية مكونة من R وL وC، فإنه يُسمى أيضًا بالرنين المتسلسل. المعادلة 1 هي شرط رنين الدائرة المتوالية. من هذه المعادلة يمكن الحصول على التردد الزاوي للرنين ω o كما يلي:

وفقاً للمعادلة (2)، يتم تحديد تردد الرنين لدائرة تسلسلية بواسطة المعلمات الخاصة بها L وC، وهو مستقل عن الظروف الخارجية. ويعرف أيضًا بالتردد الطبيعي للدائرة؛ عندما يكون تردد الطاقة ثابتًا، يمكن تعديل معلمات الدائرة L أو C لجعل التردد الطبيعي للدائرة متوافقًا مع تردد الطاقة والصدى، مثل طريقة الحث لتعزيز رنين تردد الطاقة؛ عندما تكون معلمات الدائرة ثابتة، يمكن أن يحدث الرنين عن طريق تغيير تردد الطاقة ليتناسب مع التردد الطبيعي للدائرة، والمعروف أيضًا باسم طريقة تعديل التردد.

عندما ترن دائرة تسلسلية، تكون مفاعلتها X (ω o)=0}، وبالتالي تظهر الممانعة المعقدة للدائرة كمقاومة نقية، وتكون الممانعة عند أدنى قيمة لها؛ أثناء الرنين، على الرغم من وجود المفاعلة، إلا أن المفاعلة الحثية والسعوية ليست صفرًا. المفاعلة التحريضية أو السعوية أثناء الرنين هي الممانعة المميزة لدائرة الطنين المتسلسلة، ويشار إليها بـ ρ، أي

تُستخدم نسبة الممانعة المميزة إلى المقاومة بشكل شائع في الهندسة لتوصيف أداء دوائر الرنين، وتسمى هذه النسبة بعامل جودة الدائرة المتوالية، ويمثلها Q، وهي كمية تحددها معلمات الدائرة R وL وC.

عندما يكون في حالة رنين متسلسل، تكون جهود كل مكون في الدائرة

من المعادلة (3)، يمكن ملاحظة أنه على الرغم من أن الجهد التفاعلي الإجمالي هو 0 أثناء الرنين، فإن جهد المحث وجهد المكثف ليسا صفراً، وقيمتهما الفعالة متساوية، وكلاهما Q مرات الجهد المطبق. مع ذلك، فإن جهد المحرِّض يتقدم على الجهد المطبق بمقدار 900، ويتأخر جهد المكثف عن الجهد المطبق بمقدار 900، ويكون جهد المقاومة والجهد المطبق متساويين وفي الطور. يتم تطبيق الجهد المطبق بالكامل على المقاوم R، ويصل الجهد على المقاوم إلى قيمته القصوى. تظهر العلاقة الطورية للجهد الحالي لكل مكون في الشكل 3.

عندما تكون قيمة Q للدائرة مرتفعة (قيمة Q للدائرةجهاز الرنين التسلسليالتعزيز بشكل عام أكبر من 10، وحتى 10-30)، فإن قيم جهد المحث وجهد المكثف ستكون أكبر بكثير من قيمة الجهد المطبق. يمكن استخدام جهد اختبار صغير نسبيًا لتوليد جهد اختبار عالي على المعدات التي تم اختبارها، وبالتالي تقليل قدرة مصدر طاقة إثارة الرنين إلى 1/Q فقط من قدرة الاختبار.

الشكل 3: مخطط طوري لدائرة الرنين التسلسلية

وفقا لتحليل المعادلة (2)، هناك طريقتان لتعزيز الرنين: طريقة تعزيز الرنين تردد الطاقة وطريقة تعزيز الرنين تحويل التردد. يتم استخدام طريقة تعزيز رنين تردد الطاقة بشكل أساسي لاختبار المولدات والمحولات ومحولات الجهد السعوي. يتم استخدام طريقة تعزيز الرنين لتحويل التردد بشكل أساسي لاختبار-الكابلات المترابطة، والتي يمكن أن تلبي متطلبات الكابلات ذات الأطوال والسعة المتفاوتة ضمن نطاق كبير.

نظام تعزيز الرنين لتردد الطاقة هو نظام يسبب رنينًا بين المحث والمكثف لكائن الاختبار في ظل ظروف تردد الطاقة (50 هرتز في الاختبار الميداني)، مما يولد جهدًا عالي التردد. يستخدم نظام تعزيز الرنين لتردد الطاقة بشكل عام طريقة ضبط مفاعلة الحث لإحداث رنين بين المفاعل ومكثف كائن الاختبار تحت تأثير مصدر الإثارة، والذي يشار إليه عادة بالتعديل الاستقرائي. من الممكن أيضًا تغيير سعة نظام الاختبار عن طريق توصيل المكثفات بالتوازي على طرفي عينة الاختبار، بحيث يتردد صداها مع المفاعل تحت تأثير مصدر الإثارة، والذي يشار إليه عادة بتعديل السعة. من الممكن أيضًا تغيير محاثة المفاعل وسعة النظام الذي تم اختباره في نفس الوقت لتحقيق الرنين، والذي يشار إليه عادةً باسم تعديل الحث والسعة. عادةً ما يعتمد النوع التحريضي طريقة ضبط فجوة الهواء لمفاعل القلب الحديدي، والذي يمكنه ضبط قيمة الحث بشكل مستمر وسلس وسهل التشغيل نسبيًا. ومع ذلك، لا يمكن ضبط السعة بشكل مستمر، لذلك يتم استخدام طريقة الحث أو طريقة ضبط السعة بشكل عام للتشغيل في الموقع-.