Осцилујућа коло - ово је ... Принцип рада

Вибрационог цирцуит - уређај за генерисање (креирање) електромагнетних осцилација. Од свог оснивања до данас се користи у многим научним и технолошким областима у распону од свакодневног живота до велике фабрике производе веома различитих производа.

Од шта се састоји?

Осцилација коло укључује завојнице и кондензатор. Поред тога, могу постојати садашњу отпорник (вариабле ресистанце елемент). Индуктор (или електромагнетни, како се понекад назива) је штап на којем су намотаји рана неколико слојева, што генерално је бакарна жица. То је елемент ствара осцилације у осцилаторног кола. Трака, који се налази у средини, често називана чок, или језгро, а калем се понекад назива соленоид.

осцилира намот ствара осцилације само ако се чува пуњење. Када пропуштањем струје кроз њега, она акумулира набој који потом даје у коло када напон падне.

цоил жице генерално имају веома ниску отпорност, која увек остаје константна. Осцилација круг круг се често јавља промену напона и ампераже. Ова промена је предмет одређених математичких закона:

• У = У ₀ * цос (В * (тт _{0), где}
  У - напон на времену т,
  _У0 - напон у времену т _0,
  в - фрекуенци елецтромагнетиц осцилација.

Друга битна компонента коло је електрични кондензатор. Овај елемент се састоји од две плоче које су раздвојене од диелектрика. Дебљина слоја између електрода је мања од њихове величине. Овај дизајн омогућава да се акумулирају на изоловани електрични набој, који онда могу послати до кола.

За разлику кондензатор батерије је да нема конверзија супстанци електричне струје, а постоји директна акумулација накнаде у електричном пољу. Тако, преко кондензатора може бити довољно велика да акумулира оптужбу, који се може дати одједном. У овом случају, струја у колу се знатно повећава.

Исто тако, осцилација круг се састоји од још једног елемента: отпорника. Овај елемент има отпорност и контролисањем струје или напона у кругу. Ако у константном напону да се повећа отпор отпорника, струја ће смањити Омовим законом:

• И = У / Р, где
  Ја - струја,
  В - напон,
  Р - отпор.

индуктор

Хајде да изблиза на свим детаљима индуктор и боље ће разумети своју функцију у резонантне колу. Као што смо рекли, отпор овог елемента тежи нули. Тако, када је прикључен на једносмерне струје ће доћи до кратког споја. Међутим, ако се калем прикључен на АЦ кола, то исправно ради. Ово доводи до закључка да је елемент има отпорност на наизменичне струје.

Али зашто се то дешава и како отпор настаје када наизменичне струје? Да би одговорили на ово питање морамо да се окренемо феномена само-индуктивности. Са проласком струје калема у њој постоји електромоторна сила (ЕМС), који ствара препреку на промене струје. Магнитуда ове силе зависи од два фактора: струје калема и деривата у односу на време. Математички, ова зависност се изражава једначином:

• Е = Л * И '(т), где
  Е - ЕМП,
  Л - индуктивност вредност калема (за сваки намотај је различита и зависи од броја намотаја на намотаја и њихове дебљине)
  И '(т) - временски дериват тренутне (текуће стопе промене).

ДЦ током времена се не мења, тако да својим отпором када су изложени настану.

Али у АЦ све његове параметре се стално мењају у синусоидалним или косинуса законом, због чега електромоторна сила, која спречава ове промене. Такав отпор се назива индукција и израчунато помоћу формуле:

• Кс _Л = В * _Л, гдје
  в - фреквенције осцилација круг,
  Л - индуктивност калема.

Садашњи интензитет у соленоида линеарно повећава и смањује према различитим законима. То значи да ако заустави проток струје у калема, она ће наставити још неко време да би се пуњење у круг. А ако се то нагло прекинути проток струје, биће убијен из чињенице да ће оптужба покушати да изађу и да се дистрибуира калем. Ово је - озбиљан проблем у индустријској производњи. Овај ефекат (иако не у потпуности у вези са осциловања коло) може се посматрати, на пример, када уклањања утикач из утичнице. У том случају прескаче искру која на таквој скали не може да нашкоди особу. То је због чињенице да је магнетно поље не нестају одмах, али постепено расипа, изазивање струје у другим проводника. У индустријском нивоу је тренутна снага је много пута већа од наших уобичајених 220 волти, тако да је прекид у производном ланцу може да изазове варнице такву силу која ће изазвати доста штете како за биљке и човека.

Калем - је темељ да од којих осцилација круг је. Индуктор укључени соленоиди редом додаје. Затим, мало боље погледамо све детаље о структури тог елемента.

Шта је индуктивност?

Индуцтанце цоил осциллатинг коло - је појединац параметар који бројчано једнак електромоторне силе (у волтима), који се јавља у колу када струја варијација 1 А за 1 секунду. Ако је соленоид повезан са једносмерне струје, његова индуктивни описује енергију магнетског поља, која настаје овом струјом са формулом:

• В = (Л * И ²⁾ / 2, где
  П - магнетно поље енергије.

индуцтанце коефицијент зависи од многих фактора: геометрију соленоида, магнетним карактеристикама језгра ио броју намотаја жице. Још једна карактеристика овог индикатора је да је увек позитивна, јер су варијабле на којих зависи, не може бити негативна.

Индуктивности се такође може дефинисати као власништво проводник са струјним енергијом продавници у магнетном пољу. Мери се у Хенри (назван по америчком научнику Дзхозефа Генри).

Надаље соленоид осцилације коло се састоји од кондензатора, који ће бити разматран у даљем тексту.

Електрични кондензатор

Капацитивност одређује осцилатор круг капацитивности електричне кондензатор. Њен изглед је написано горе. Сада Размотримо физику процеса који се дешавају у њему.

Пошто кондензатор плоче су направљене од проводника, онда може тећи струју. Међутим, између две плоче је препрека Инсулатор (могу бити ваздух, дрво или други материјал са високом отпорношћу Због чињенице да пуњење не може да се креће од једног краја жице на другу., Постоји је акумулација кондензатора плоче чиме повећава магнетску и електричне енергије. поља око тога. Дакле, на престанак оптужбе наставља све струју акумулиране на плочама, почиње да се преноси у коло.

Сваки кондензатор има називни напон, оптимално за свој рад. Ако сте дуго да искористи елемент при напону већој од номиналне, радни век је знатно смањен. Кондензатор на осцилаторног кола је стално под утицајем струје и самим тим када су изабрани треба бити веома опрезан.

Поред уобичајених кондензатора, који су разматрани, постоје електрични двоструки кондензатори слоја. Ово је сложенији елемент: може се описати као крст између батерије и кондензатора. Типично, диелектрични електричних двоструких кондензатора слоја су органске материје, међу којима је електролит. Заједно они стварају електричну Доубле Лаиер, који омогућава да се акумулирају у овом дизајну на пута више енергије од конвенционалних кондензатора.

Који је капацитет кондензатора?

Капацитет кондензатора је однос пуњења кондензатора на напон на којој се налази. Израчунајте ову вредност може да буде веома једноставна уз помоћ математичком формулом:

• Ц = (е ₀ * С) / д, гдје
  е ₀ - диелектрична константа диелектричног материјала (табеларни вредност)
  С - површина кондензатора плоча,
  д - растојање између плоча.

Зависност капацитивности кондензатора на растојања између електрода објашњава феномен електростатичке индукције је мања од растојања између плоча, више утичу једна другу (Цоуломб), веће електроде пуњење и мање стреса. А када напон вредност повећања капацитета, јер се може описати следећом формулом:

• Ц = к / У, где
  к - наелектрисање у кулонима.

Потребно је говорити о мерним јединицама ове количине. Капацитивност се мери у фарада. 1 фарад - довољно велике вредности, тако да постојећи кондензатори (нису Суперцапациторс) имају капацитет мерен у пицофарадс (трилионити Фарад).

отпорник

Струје у резонантно коло такође зависи од отпора кола. И поред два описана елемената који чине један осцилирајуће коло (Цоил, кондензатор), постоји и трећа - отпорник. Он је одговоран за стварање отпор. Отпорник разликује од осталих елемената које има високу отпорност, које могу варирати на неким моделима. Резонантна круг обавља за контролу снаге функцију магнетног поља. Могуће је повезати више отпорника у серију или паралелно, чиме се повећава отпорност кола.

Отпорност овог елемента такође зависи од температуре, тако да треба водити рачуна да свој рад у коло, јер се загрева током проласка струје.

Отпорност се мери у ома, а његова вредност се може израчунати помоћу формуле:

• Р = (п * л) / С, где
  п - материал отпор отпорник (мерено у (охм * мм ²⁾ / м);
  л - дужина отпорнике (у метрима);
  Н - пресек (у квадратних милиметара).

Како везати параметара петље?

Сада смо близу доћи до физике рада осцилаторног кола. Временом наплата на кондензатора плоче мења у складу са другог реда диференцијалне једначине.

Ако сте решили ову једначину, то подразумева неке занимљиве формуле описују процесе који се дешавају у кругу. На пример, циклични фреквенција може изразити у капацитивности и индуктивности.

Међутим, највише једноставна формула која омогућава да се израчунају многе непознанице - Томсон једначина (назван по Британски физичар Вилијам Томсон, који је довео 1853. године):

• Т = 2 * ф * (Л * Ц) ^1/2.
  Т. - између електромагнетних осцилација,
  Л и Ц - према томе, индуктивност осциловања намот и елемент са цапацитанце склоп,
  н - број пи.

фактор квалитета

Постоји још једна важна количина карактерише контуру рада - Квалитет фактор. Да би се схватило шта је то, требало би да се односе на овај процес као резонанци. Овај феномен, у којој је амплитуда постаје максималну снагу при константној вредности, што је подршка љуљашка. Резонанца не могу објаснити са једноставним примером: ако почнете да гура замах у ритму њихове учесталости, они ће се убрзати, а њихов "амплитуда" ће се повећати. Али ако не гура ритам, они ће успорити. У резонанци, често расипа много енергије. Да би били у стању да израчуна вредност губитака, измислили смо параметар као што је фактор квалитета. То је коефицијент једнак однос енергије, који се налази у систему, губитка које се јављају током једног циклуса у колу.

Квалитет коло Фактор се израчунава према формули:

• К = (в ₀ * В) / П, где је
  в ₀ - резонантном угаону фреквенције осцилација;
  Е - енергија складишти у систему вибрационог;
  Н - моћ расипање.

Овај параметар - бездимензиона јер заправо показује однос енергије: чува за провео.

Који је идеалан осцилира коло

За боље разумевање процеса у систему физике дошао са тзв идеалне осцилирајућим кола. Ово је математички модел представља круг као систем са нула отпор. У њој постоје неовлажен хармоника осцилације. Овај модел омогућава да се добије приближна параметре формула за израчунавање споја. Један од ових параметара - укупне енергије:

• В = (Л * И ²⁾ / 2.

Такво поједностављење увелико убрзавају калкулације и омогућавају да процене карактеристика споја са пресет карактеристикама.

Како то функционише?

Све осцилира коло оперативни циклус може се поделити на два дела. Сада ћемо видети управо на процесе који се дешавају у сваком делу.

• Прва фаза плоча кондензатор, терети позитивно, почиње да изврши, доношења струју у колу. У овом тренутку, струја иде од позитиван на негативно наелектрисање, док је пролазио кроз калем. Сходно томе, електромагнетни вибрације јављају у кругу. Тренутни пролази кроз калем, она креће у другу плочу и терети га позитивно (а први електроде, које струја ходио, негативно терети).
• Друга фаза одвија директно супротан процес. Садашња прелази из позитивној плочи (која у почетку био негативан) у негативан поново пролази кроз калем. И све оптужбе доћи на своје место.

Циклус се понавља све док се кондензатор се наплаћује. У идеалном резонантно коло овај процес је бесконачан, а реални губитак снаге је неизбежна због различитих фактора: грејање која се јавља због постојања отпора у кола (Јоуле топлоте), и слично.

Извођења цирцуит десигн

Осим једноставних кола "на калем-кондензатор" и "калем-отпорне-кондензатора", постоје и друге опције, које користе као основа осцилација кола. То, на пример, паралелни склоп који се одликује тиме што постоји елемент склоп (јер како постоји само, била би серија круг и којих је објашњено у чланку).

Постоје и друге врсте градње, укључујући и различите електричним компонентама. На пример, могуће је повеже са мрежом транзистор који ће се отворити и затворити круг са фреквенцијом једнаком осциловања фреквенцију круга. Дакле, систем ће инсталирати неовлажен осцилације.

Где се користи осцилација круг?

Најпознатији нама коришћење компоненти кола - да Електромагнети. Они, заузврат, користе се у интерком системе, моторе, сензори и многе друге мање конвенционалних области. Друга апликација - осцилатор. У ствари, то је употреба кола је веома позната нам: у овом облику, она се користи у микроталасној да створи таласе у мобилне и бежичне комуникације да преносе информације на даљину. Све ово је последица чињенице да се осцилације електромагнетних таласа бити кодирана на такав начин да ће бити могуће преносити информације на велике раздаљине.

Индуцтор сама може користити као елемент за трансформатора, два навоја са различитим бројем намотаја може проћи кроз електромагнетног поља њихов набој. Али, као што соленоидима карактеристике се разликују, и актуелним фигура у два кола, који су повезани са два индуктивности ће варирати. Тако се могу претворити напон на струја, рецимо 220 волти у току са напоном од 12 волти.

закључак

детаљно смо принцип осциловања кола и сваки део одвојено. Сазнали смо да је осциловања коло - уређај дизајниран да генерише електромагнетне таласе. Међутим, ово је само основе сложене механике ових, наизглед једноставних елемената. Сазнајте више о замршености кола и његових компоненти могу бити од стручна литература.