Rezgéskör - ez ... A működési elve

Rezgéskör - egy generálására alkalmazott eszköz (létrehozása) elektromágneses rezgések. A kezdetektől a mai napig ezt használják számos tudományos és technológiai területeken a mindennapi élettől kezdve a nagy gyár nagyon különböző termékeket.

Az mit jelent ez áll?

A rezgőkör tartalmaz egy tekercset és egy kondenzátort. Ezen kívül szintén jelen lehetnek ellenállás (változó ellenállású eleme). Egy induktor (vagy mágnesszelep, ahogy néha nevezik) egy rudat, amelyen tekercsek vannak tekercselve több réteget, ami általában egy rézhuzal. Ez az elem teremt oszcillációk oszcilláló áramkör. Egy bár, közepén helyezkedik el, gyakran nevezik fojtó, vagy magot, és a tekercs néha egy szolenoid.

rezgőkör tekercs által keltett rezgések csak akkor, ha a tárolt töltés. Ha áramot vezetünk át, ez halmozódik olyan díjat, amely azután ad a kört, ha a feszültség csökken.

tekercsekből általában igen alacsony ellenállású, ami mindig állandó marad. A rezgőkör áramkör gyakran előfordul változást feszültség és áramerősség. Ez a változás során bizonyos matematikai törvények:

• U = U ₀ * cos (w * (tt _0), ahol a
  U - feszültség a t időpontban,
  U ₀ - feszültség t időpontban _0,
  W - frekvenciájú elektromágneses rezgések.

Másik lényeges komponense az áramkör egy kondenzátort. Ez az elem áll, két lemez, amelyek egymástól egy dielektromos. A réteg vastagsága az elektródák között kisebb, mint a méretük. Ez a kialakítás lehetővé teszi, hogy felhalmozódnak-szigetelő elektromos töltés, amit aztán elküldi az áramkört.

Ellentétben kondenzátor akkumulátor, hogy nincs átalakítása anyagok az elektromos áram, és van egy közvetlen felhalmozódása töltés elektromos mező. Így keresztül a kondenzátor elég nagy lehet ahhoz, hogy összegyűjtse a díjat, amely egyszerre az egészet. Ebben az esetben az áram az jelentősen megnövekedett.

Továbbá, a rezgőkör alkotja egy további eleme: egy ellenállás. Ez az elem egy ellenállás és szabályozására áram és feszültség az áramkörben. Ha állandó feszültség növelése ellenállást az ellenállás, az áram csökken Ohm-törvény:

• I = U / R, ahol
  I - a jelenlegi,
  U - feszültség,
  R - ellenállás.

induktor

Vessünk egy közelebbi pillantást a részleteket az induktor és annál jobb lesz megérteni annak működését a rezgőkör. Mint már mondottuk, az ellenállás ezen elem nullához. Így, amikor csatlakozik egy DC áramköri történne rövidzárlatot. Azonban, ha a tekercs csatlakozik az AC áramkör megfelelően működik. Ez arra enged következtetni, hogy az elem ellenállása váltakozó áram.

De miért történik ez, és hogyan ellenállás lép fel, amikor egy váltakozó áram? A kérdés megválaszolásához meg kell fordulni a jelenség öninduktivitása. A folyosón a tekercs áram benne van elektromotoros erőt (EMF), amely akadályozza a jelenlegi változás. Nagysága Ennek az erőnek két tényezőtől függ: a tekercs árama és a deriváltat időre. Matematikailag ez függést alábbi egyenlet fejezi ki:

• E = -L * I „(t), ahol a
  E - EMF,
  L - induktivitás értéke a tekercs (minden egyes tekercs különböző, és függ a menetszáma a tekercsek és a vastagságuk)
  I „(t) - idő szerinti deriváltja a jelenlegi (aktuális változás mértéke).

DC feszültség az idő múlásával nem változott, így az ellenállás hatására keletkezik.

De AC annak minden folyamatosan változik a szinusz vagy koszinusz törvény, ami elektromotoros erő, amely megakadályozza, hogy ezeket a változásokat. Az ilyen rezisztencia az úgynevezett indukciós és képlettel számítottuk ki:

• X _L = W * _L, ahol
  W - jelentése rezgőkör,
  L - tekercs induktivitása.

Az áramerősség a szolenoid lineárisan nő és csökken szerint a különböző törvényeket. Ez azt jelenti, hogy ha abbahagyja a folyó áram a tekercs, akkor továbbra is egy ideig, hogy a díj az áramkörben. És ha ez a hirtelen megszakítja az áramot, nem lesz lövés a tény, hogy a díj megpróbál kijutni, és osztják tekercs. Ez - egy súlyos probléma az ipari termelés. Ez a hatás (bár nem teljesen kapcsolódik a rezgőkör) figyelhető meg, például az, amikor eltávolítjuk a dugót az aljzatból. Ebben az esetben kihagyja a szikra, amely olyan mértékű, nem árthat egy személy. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a mágneses mező nem tűnik el azonnal, hanem fokozatosan eloszlik, áramot indukál egyéb vezetékeket. Az ipari méretű jelenlegi erőssége sokszor nagyobb, mint a szokásos 220 V, így a megszakítás a termelési lánc szikrát okozhat olyan erővel, hogy fog okozni sok kárt a növényi és az ember.

Coil - az alapja az, hogy ahonnan a rezgőkör van. Induktor tartalmazza mágnestekercsek egymást követően hozzáadunk. Ezután vesszük közelebbről szemügyre a részleteket az ilyen rész szerkezete.

Mi az induktivitás?

Induktivitás tekercs rezgőkör - van egy egyedi paraméternek, hogy számszerűen egyenlő az elektromotoros erő (Volt), amely akkor egy áramkört, amikor áram változása 1 A 1 másodpercig. Ha a mágnesszelep van csatlakoztatva egy egyenáramú áramkör, annak induktivitása leírja az energia egy mágneses mező, ami által létrehozott ezt az áramot, amelyet a képlet:

• W = (L * I ²⁾ / 2, ahol a
  W - a mágneses mező energiát.

induktivitás együttható számos tényezőtől függ: a geometria a szolenoid, a mágneses tulajdonságai a mag és a tekercsek száma huzal. Másik jellemzője ennek a mutatónak az, hogy mindig pozitív, mert a változók, amelyektől függ, nem lehet negatív.

Az induktivitás is definiálható egy tulajdonságát vezetőkbőljall áruház jelenlegi energia egy mágneses mezőt. Ez mért Henry (névadója az amerikai tudós Dzhozefa Genri).

Továbbá mágnesszelep rezgőkör tartalmaz egy kondenzátort, amely a későbbiekben fogjuk tárgyalni.

elektromos kondenzátor

Kapacitás határozza meg az oszcillátor áramkör kapacitív elektromos kondenzátor. Megjelenése óta fent leírt. Most vizsgáljuk meg a fizika a folyamatok fordulnak elő benne.

Mivel a kondenzátor lemezek készülnek egy karmester, akkor folyhat áram. Azonban, a két lemez között van akadály. Szigetelő (ezek lehet levegő, fából vagy más anyagból nagy ellenállás Annak a ténynek köszönhetően, hogy a töltés nem tud mozogni az egyik végén a vezetéket a másik, van egy felhalmozódása, hogy a kondenzátor lemezeket így növeli a mágneses és elektromos energiát. mezők körül. Így, a felmondás a töltés halad valamennyi villamosenergia halmozódott fel a lemezeket, kezd továbbítani kell az áramkört.

Minden egyes kondenzátor van egy névleges feszültség, optimális működését. Ha hosszú, hogy kihasználják az elem egy nagyobb feszültséget a névleges, az élettartam jelentősen csökken. A kondenzátor az oszcillációs áramkör folyamatosan befolyásolja áramlatok, ezért amikor a kiválasztott legyen nagyon óvatos.

Ezen kívül a hagyományos kondenzátorok, amelyek vitatták, ott is az elektromos kétrétegű kondenzátorok. Ez egy sokkal összetettebb elemet: ez lehet leírni, mint egy kereszt között egy akkumulátor és egy kondenzátort. Jellemzően, a dielektromos elektromos kétrétegű kondenzátorok szerves anyagok, amelyek között egy elektrolit. Együtt létre egy elektromos dupla réteg, amely lehetővé teszi, hogy felhalmozódnak a design időnként több energiát fogyaszt, mint egy hagyományos kondenzátor.

Mi az a kapacitás, a kondenzátor?

Kondenzátor kapacitása az aránya a kondenzátor töltési feszültségre, ahol ez található. Számolja ez az érték nagyon egyszerű lehet a segítségével egy matematikai képlet:

• C = (e ₀ * S) / d, ahol a
  e ₀ - dielektromos állandója a dielektromos anyag (táblázatos érték)
  S - területe a kondenzátor lemezek,
  d - a távolság a lemezek között.

A függőség a kondenzátor kapacitása az elektródok közötti távolság magyarázható a jelenség az elektrosztatikus indukció kisebb, mint a lemezek közötti távolság, annál inkább befolyásolják egymást (Coulomb), annál nagyobb a töltés elektródák és kevesebb stressz. És amikor a feszültség értéke a kapacitás növekedése, mivel ez is le lehet írni a következő képlet szerint:

• C = Q / U, ahol
  q - a töltés coulombban.

Ez beszélni a mértékegységek ennek a mennyiségnek. Kapacitás mérik farads. 1 Farad - elegendően nagy értékű, így a meglévő kondenzátorok (nem szuperkondenzátorok) van egy mért kapacitáshoz pF (1/1000000000000 Farad).

ellenállás

Az áram a rezgőkör is függ az áramkör ellenállása. És különben is a két ismertetett elemek alkotják egy rezgőkört (tekercs, kondenzátor), van egy harmadik - egy ellenállás. Ő felelős létre húzza. Ellenállás különbözik a többi elem, hogy van egy nagy ellenállás, amely változtatható egyes modellekben. A rezgőkör elvégzi a teljesítmény vezérlő funkciója a mágneses mezőt. Lehetőség van összekötni több ellenállások sorosan vagy párhuzamosan, ezáltal növelve az ellenállást az áramkör.

Az ellenállás ezen elemének is függ a hőmérséklettől, ezért ügyelni kell arra, hogy a munkát az áramkörben, mert közben melegítik a folyosón a jelenlegi.

Az ellenállás mértékegysége az ohm, és az értéke lehet kiszámítani a következő képlet segítségével:

• R = (p * l) / S, ahol a
  p - anyag fajlagos ellenállása ellenállás (mért (ohm * mm ²⁾ / m);
  l - hossza ellenállások (méterben);
  S - keresztmetszeti területe (négyzetmilliméterben).

Hogyan lehet lekötni egy hurok paraméterek?

Most már közel jár a fizika működését oszcilláló áramkör. Idővel a kondenzátor töltésének lemezeket megfelelően változik a másodrendű differenciálegyenlet.

Ha megoldja ezt az egyenletet, ez azt jelenti, néhány érdekes képlet leírja a folyamatokat, amelyek akkor az áramkörben. Például, egy ciklikus frekvencia kifejezhető a kapacitás és induktivitás.

Azonban a legtöbb egyszerű képlet, amely lehetővé teszi, hogy kiszámítja a sok ismeretlenes - Thomson egyenlet (nevét a brit fizikus William Thomson, aki hozta 1853-ban):

• T = 2 * f * (L * C) ^1/2.
  T - között az elektromágneses rezgések,
  L és C - ennek megfelelően, az induktivitás a rezgőkör tekercset és egy kondenzátoros áramkör elemet,
  n - a pi szám.

minőségi tényező

Van még egy fontos mennyiség jellemző a kontúrt a munka - a minőségi tényező. Ahhoz, hogy megértsük, mi az, akkor olvassa el ezt a folyamatot, mint egy rezonancia. Ez a jelenség, ahol az amplitúdó válik a maximális teljesítmény állandó érték, ami a swing támogatást. Resonance tudja magyarázni egy egyszerű példa: ha elkezdi nyomni a swing a beat gyakoriságuk, akkor felgyorsul, és azok „amplitúdó” növeli. De ha nem nyomja a ritmust, akkor lelassul. Rezonancia, gyakran szertefoszlik egy csomó energiát. Annak érdekében, hogy ki lehessen számítani az értékét veszteség, kitaláltuk a paraméterei, mint például a minőségi tényező. Ez egy együttható egyenlő az arány az energia található a rendszerben, a bekövetkező veszteségeket egy ciklus alatt az áramkörben.

áramkör minőségű faktor kiszámítása a következő képlet szerint:

• Q = (w ₀ * W) / P, ahol a
  w ₀ - rezonancia körfrekvencia rezgések;
  W - a tárolt energia a rezgő rendszer;
  P - teljesítmény disszipáció.

Ez a paraméter - dimenzió, mivel valójában azt mutatja, az energia aránya: tárolt kiégett.

Milyen az ideális rezgőkör

A jobb érthetőség kedvéért a folyamatok a rendszer fizika jött az úgynevezett ideális rezgőkör. Ez egy matematikai modellt képviselő az áramkört, mint a rendszer nulla ellenállás. Ebben vannak csillapítatlan harmonikus rezgések. Ez a modell lehetővé teszi, hogy kapjunk egy közelítő képlettel számító áramkör paramétereit. Az egyik ilyen paraméterek - az összes energia:

• W = (L * I ²⁾ / 2.

Ez az egyszerűsítés nagyban felgyorsítja számításokat, és lehetővé teszi, hogy értékelje áramköri jellemzők előre beállított jellemzőkkel.

Hogyan működik ez?

Minden rezgőkörré működési ciklus két részre oszlik. Most látni fogjuk, hogy pontosan a folyamatok zajlanak minden részében.

• Az első fázis lemezkondenzátor, pozitív töltésű, merül le, ezáltal a jelenlegi az áramkörben. Ezen a ponton, az aktuális megy egy pozitív egy negatív töltést, miközben áthalad a tekercs. Következésképpen, elektromágneses rezgéseket fordulnak elő az áramkör. Áthaladó áram a tekercs, mozog egy második lemez és hátba pozitívan (mivel az első elektróda, amely áram járt, negatív töltésű).
• A második fázis közvetlenül történik ellentétes folyamat. A áram halad a pozitív lemezen (amely az elején negatív volt) a negatív, ismételt áthaladást a tekercs. És az összes díjat a helyére kerül.

A ciklus ismétlődik, amíg a kondenzátor feltöltődik. Egy ideális rezgőkör ez a folyamat végtelen, és a valódi veszteség elkerülhetetlen több tényezőnek köszönhető: a fűtési miatt előfordul, hogy a létezését az ellenállás az áramkörben (Joule hő), és hasonlók.

Megvalósítások áramkör tervezés

Amellett, hogy az egyszerű áramkörök „a tekercs-kondenzátor” és a „tekercs-ellenállás-kondenzátor”, vannak más lehetőségek, melynek alapjául rezgőkör. Ez, például, egy párhuzamos áramkört, amely azzal jellemezhető, hogy van egy elem áramkört (mert létezik egyedül, lenne egy soros áramkört, és az volt a cikkben tárgyalt).

Vannak még más típusú építőipari szolgáltatások, beleértve a különböző elektromos alkatrészek. Például, lehetséges, hogy csatlakozzon a hálózathoz tranzisztor, amely nyitja és zárja az áramkört egy frekvencia egyenlő a rezgési frekvenciája az áramkör. Így a rendszer telepíti csillapítatlan rezgések.

Amennyiben a rezgőkör használjuk?

A legtöbb ismerős számunkra a használata az alkatrészek az áramkör - ez elektromágnes. Ők viszont, használják kaputelefon rendszerek, motorok, érzékelők, és még sok más, kevésbé ismert területeken. Egy másik alkalmazás - oszcillátor. Tény, hogy a használata az áramkör nagyon ismerős számunkra: ebben a formában, hogy használják a mikrohullámú létre hullámok a mobil és vezeték nélküli kommunikációs továbbítja távolságból információt. Mindez annak köszönhető, hogy az a tény, hogy az oszcilláció az elektromágneses hullámok kódolható, oly módon, hogy lehetséges lesz az információ továbbítására nagyobb távolságokra.

Induktor önmagában is használható, mint egy eleme a transzformátor, két tekercs különböző menetszám áthaladhat az elektromágneses mező a töltésüket. De szolenoid jellemzői eltérőek, és a jelenlegi adatok a két áramkör, mely csatlakozik a két induktivitás változik. Így lehet átalakítani feszültség-áram, mondjuk 220 V jelenlegi, a feszültség 12 V.

következtetés

Mi részletes elve a rezgőkör és minden egyes rész külön-külön. Megtudtuk, hogy a rezgőkör - olyan eszköz, amely elektromágneses hullámokat gerjeszt. Ez azonban csak az alapjait a bonyolult mechanizmusát ezek a látszólag egyszerű elemekkel. Tudjon meg többet a bonyolult az áramkör és a komponensek között lehet szakirodalom.