Oszilatzen zirkuituko - hau da, ... eragiketa printzipioa

Oszilatzen zirkuituko - (sortzen) gorabeherak elektromagnetikoaren sortzeko gailu bat. bere gaur egunera hasieratik da arlo zientifiko eta teknologiko askoren eguneroko bizitzatik fabrikak handi produktu oso desberdinak ekoizten bitarteko erabiltzen da.

Of zer ez da osatuta?

oszilazio zirkuitua bobina bat eta kondentsadore bat barne. Horrez gain, ez gaur erresistentzia (erresistentzia aldakorra elementu) ere izan daitezke. induktore An (edo solenoid, batzuetan deritzo) kanabera bat zein bihurgune hainbat geruza, eta horrek, oro har, kobrea alanbre bat da zauria dira. elementu honen gorabeherak sortzen oscillatory zirkuituan da. bar A, erdian kokatuta dago, sarritan, choke, edo core, eta bobina batzuetan dago solenoid deritzo.

oszilatzen zirkuitu bobina sortzen gorabeherak gordetako arduratzen bada bakarrik. Noiz bidez korrontea pasatzen, karga eta gero zirkuituan ematen tentsioa jaisten denean metatzen da.

bobina hariak, oro har, erresistentzia oso txikia da, eta horrek beti izaten jarraitzen etengabea. oszilazio zirkuituko zirkuitua askotan tentsio eta amperage aldaketa gertatzen da. Aldaketa honek lege matematiko jakin behar dira:

• U = U ₀ * cos (Pamiela * (tt _0), non
  U - denbora t at tentsio,
  U ₀ - denbora t _{0 tentsioa,}
  w - maiztasuna gorabehera elektromagnetikoak.

Funtsezko beste zirkuituko osagai kondentsadore elektriko bat da. elementu hau diren dielektriko batez bereizita bi plakak osatzen dute. elektrodoen arteko geruza lodiera bere tamaina baino txikiagoa da. diseinu honi esker on-isolatzaile karga elektrikoa, eta gero dezakezu zirkuituan bidali pilatu.

Ez bezala kondentsadore bateria da ez dagoela substantzia bihurtzeko korronte elektrikoa da, eta ez dago karga metaketa zuzena eremu elektriko bat da. Horrela, kondentsadore bidez nahikoa handia arduratzen da, eta horrek eman daiteke guztiak batera pilatu daiteke. Kasu honetan, zirkuituan korronte asko handitu da.

erresistentzia: Era berean, oszilazio zirkuituko elementu bat gehiago osatzen dute. elementu hau erresistentzia dauka, eta egungo eta tentsio zirkuituan kontrolatzeko. Tentsio konstante bat erresistentzia erresistentzia handitzeko bada, uneko izango Ohmen legearen bidez txikitzeko:

• I = U / R, non
  I - oraingoa,
  U - tentsio,
  R - erresistentzia.

induktore

Ikus dezagun begirada bat induktore xehetasun guztiak, eta hobeto bere oihartzun zirkuituan funtzioa ulertuko. esan dugun bezala, elementu honen erresistentzia zero joera. Horrela, DC zirkuitu batera konektatuta gerta litzateke zirkuitulaburra. Hala ere, bobina AC zirkuituan konektatuta badago, behar bezala funtzionatzen du. Hau ondorioztatu elementua uneko txandakatuz erresistentzia dauka dakar.

Baina zergatik gertatzen da hau eta nola erresistentzia denean txandakatuz egungo gertatzen? Galdera honen auto-induktantzia fenomenoa piztu behar dugu erantzuteko. bobina bertan uneko igarotzea ez da indar elektroeragilea bat (EMF), gaur egungo aldaketa oztopo bat sortzen du. bobina egungo eta ordua aldean eratorria: indar horren magnitude bi faktore araberakoa. Matematikoki, menpekotasun hori ekuazioa bidez adierazten da:

• E = -L * I '(t), non
  E - EMF,
  L - induktantzia bobina balioa (bobina bakoitza ezberdina da, eta bobina du bihurgune kopurua eta haien lodiera arabera)
  'I (t) - Denbora uneko (egungo aldaketa-tasa) eratorria.

DC denboran zehar Power ez da aldatu, bere erresistentzia beraz, jasan sortzen.

Baina AC bere parametro guztiak etengabe sinusoidal edo kosinu lege bat ere aldatzen ari dira, indar elektroeragilea, eta horrek aldaketa horiek eragozten eragiten. Horrelako erresistentzia indukzio du izena, eta formula kalkulatu:

• X _L = w * _L, non
  w - maiztasuna oszilazio zirkuitua,
  L - bobina induktantzia.

solenoid uneko intentsitatea linealki handitzen eta txikitzen lege ezberdinen arabera. Horrek esan nahi du egungo fluxua gelditzeko baduzu bobina ere, denbora pixka bat izango da jarraituko zirkuituan karga emateko. Eta hau bortizki egungo fluxua eten bada, ez dago, hain zuzen, kargu hori ateratzeko eta banatzen bobina saiatuko filmatu egingo da. Hau da - Industri produkzio arazo larria. Efektu honek (nahiz eta ez erabat oszilazio zirkuituan lotuta) antzeman daiteke, adibidez, ahokadura batetik plug kentzean. Kasu honetan txinparta hori eskala bat, hala nola, ez kalte dezake pertsona bat salto. Izan ere, ondorioz eremu magnetikoa ez du berehala desagertuko da, baina pixkanaka desagertzen da, beste eroale batean korronte inducing. industria mailan ere egungo indarra gure ohiko 220 volt baino hainbat aldiz handiagoa da, eta, beraz produkzio kateko etenaldia txinpartak eragin dezake, hala nola indarrean duten kalte asko eragin ditu, bai landare eta gizona da.

Coil - hori bertatik oszilazio zirkuitua da oinarria da. Induktatzia sartuta solenoids sekuentzialki gehitu. Hurrengoa, hurbilago elementu hori egitura xehetasun guztiak begirada bat hartuko dugu.

Zer da induktantzia?

Induktantzia bobina oszilatzen zirkuituko - parametro pertsona bat dela zenbakiaren indar elektroeragilea berdina (volt), eta horrek zirkuitu batean gertatzen da oraingo 1 A 1 bigarren aldakuntza. solenoid da DC zirkuitu batera konektatuta badago, bere induktantzia eremu magnetiko bat, hau da, uneko honen formula sortutako energia deskribatzen:

• W = (L * I ²⁾ / 2, non
  M - magnetikoaren eremu energia.

induktantzia koefizientea faktore askoren araberakoa: solenoid, core eta alanbre bobinak kopuruaren ezaugarriak magnetiko geometria. Adierazle honen ezaugarri bat da, beti positiboa dela, aldagai horien gainean araberakoa da, ezin delako negatiboa.

induktantzia ere egin daitezke eremu magnetiko batean eroale baten propietate bat egungo denda energia batekin bezala definitu daiteke. Da Henry neurtua (American zientzialaria Dzhozefa Genri ondoren izendatzen).

Gainera solenoid oszilazio zirkuituko kondentsadore bat, eta bertan eztabaidatuko dira aurrerantzean osatzen dute.

kondentsadore elektrikoa

Kapazitantzia da osziladore zirkuitua zehazten kapazitantzia elektriko capacitor. Bere itxura idatzi gainetik dago. Orain Let it gertatzen diren prozesuak fisika aztertu digu.

kondentsadore plakak dira zuzendari bat eginda geroztik, orduan korronte elektrikoaren fluxua daiteke. Hala ere, bi plaken arteko oztopoa da. Isolatzaile (airea, egurra edo erresistentzia handiko beste material izan daiteke Izan ere, kargu hori ezin bestean harian mutur batetik mugitzen dira, ez dago metaketa bat da kondentsadore plakak da, beraz, botere magnetiko eta elektrikoak handitzen. inguruan eremuak. Horrela, karga baja hartu du elektrizitatea guztiak plakak metatu hasten, hasten zirkuituan beharreko transmititzen.

kondentsadore bakoitzak dauka hauek tentsio, bere funtzionamendua optimoa. you elementu ustiatzeko luze tentsio nominala baino handiagoa bada, bizitzako asko murriztu da. oscillatory zirkuituko capacitor etengabe kaltetutako korronte by eta, beraz, betiere aukeratutako kontu handiz ibili behar.

kondentsadoreak konbentzionalak, bertan eztabaidatu ziren gain, elektriko bikoitza geruza kondentsadoreak badaude. Hau elementu konplexuagoa da: bateria bat eta kondentsadore baten arteko gurutze bat bezala deskribatu daiteke. Normalean, elektriko bikoitza geruza kondentsadoreak in dielektriko substantzia organikoak dira, horien artean elektrolito bat da. Guztion bikoitza geruza elektriko bat, horri esker, diseinu honetan pilatu energia aldiz gehiago konbentzionalak kondentsadore bat baino sortzen dute.

Zein da kondentsadore baten gaitasuna?

kondentsadore baten kapazitantzia capacitor karga-erlazioa tentsio bat zein da dago da. Kalkulatu balio hau oso formula matematiko baten laguntzaz erraza izan daiteke:

• C = (e ₀ * S) / d, non
  e ₀ - konstante dielektriko dielektrikoaren materiala (taula balioa)
  S - kondentsadore plakak azalera,
  d - plaken arteko distantzia.

elektrodoen arteko distantziaren kondentsadore baten kapazitantzia menpekotasuna da elektrostatikoa indukzio fenomenoak azaldu plaken arteko distantzia baino txikiagoa da, gehiago eragiten diete beste (coulomb) bakoitzeko, handiagoa karga elektrodoak eta estresa gutxiago. Eta tentsio edukiera handitzen balioa, geroztik izan daiteke ere, ondorengo formularen arabera deskribatu:

• C = q / U, non
  q - coulombetan karga.

kantitate horren neurketa unitateak buruz hitz egiten. Kapazitantzia da farads neurtuta. 1 farad - balio behar bezain handia, beraz, dauden kondentsadoreak (ez superkondentsadoreak) izan kapazitantzia bat picofarads neurtua (trilioiren farad bat).

erresistentzia

oihartzun zirkuituko korronte, gainera zirkuituan erresistentzia araberakoa da. erresistentzia - Eta bi elementu deskribatu egin oszilatzen zirkuitu bat (bobina, kondentsadore) osatzen duten, gainera, ez da hirugarren bat. arrastatu sortzeko arduraduna da. Erresistentzia beste erresistentzia handia duela elementuak, zein eredu batzuk ere era askotakoak daiteke desberdina. oihartzun zirkuitua potentzia kontrolatzeko eremu magnetikoaren funtzioa egiten du. Posible da hainbat erresistentziak konektatzeko serie edo paralelo, horrela zirkuituko erresistentzia areagotuz.

elementu horren erresistentzia, gainera, tenperatura araberakoa da, beraz, arreta bere lana hartu behar zirkuituan, egungo igarotzea zehar berotzen da geroztik.

Erresistentzia da ohms neurtuta, eta bere balioa formula erabiliz kalkulatu daiteke:

• R = (p * l) / S, non
  p - material termikoa erresistentzia (kalkulatuta (ohm * mm ²⁾ / m);
  l - erresistentziak du (metrotan) luzera;
  S - Sekzioaren area (milimetro karratuko).

Nola begizta parametro lotzeko?

Orain gerturatu ditugu oscillatory zirkuituaren funtzionamendua fisika da. Denborarekin kondentsadore plakak karga bigarren ordenako ekuazio diferentzial arabera aldatzen da.

Ekuazio hau konpondu baduzu, formulak interesgarri batzuk zirkuituan gertatzen diren prozesuak deskribatzen dakar. Adibidez, ziklikoa maiztasuna izango kapazitantzia eta induktantzia dagokionez adierazi daiteke.

Hala ere, hori da zalantza asko kalkulatzeko aukera ematen formula errazena - Thomson ekuazioa (fisikari britainiarrak William Thomson ondoren izendatzen, nork ekarri du bere 1853):

• T = 2 * f * (L * C) ^1/2.
  T - the gorabeherak elektromagnetikoaren arteko,
  L eta C - Horrenbestez, oszilatzen zirkuitu bobina eta kapazitantzia zirkuituko elementu baten induktantzia,
  n - kopurua pi du.

kalitatea faktore

kalitate faktorea - Bada beste kantitate garrantzitsua lanaren ingurunea ezaugarritzen da. Ordena zer den ulertzeko, prozesu hori erreferentzia behar duzu erresonantzia gisa. Fenomeno hau, eta bertan, anplitudea gehienezko potentzia bihurtzen etengabeko balio bat, eta horrek swing euskarri bat da berean. Erresonantzia adibide soil batekin azaldu daiteke: haien maiztasuna erritmora swing bultza hasten bazara, dute bizkortu egingo dira, eta euren "anplitude" handitu egingo da. Baina, ez baduzu bultza erritmora, moteldu egingo dute. erresonantzia egun, askotan energia asko sakabanatu. Ordena galera balioa kalkulatu ahal izateko, parametro bat asmatu dugu, hala nola, kalitatea faktore gisa. koefizientea energia-ratioa, sistema kokatuta berdina, ziklo bat zirkuituan zehar gertatzen diren galerak behar da.

Zirkuitu kalitatea faktore formularen arabera kalkulatuko da:

• Q = (Pamiela ₀ * W) / P, non
  w ₀ - erresonantzia gorabeherak maiztasuna angular;
  M - bibrazio sistema gordetako energia da;
  P - power xahutzen.

parametro hau - dimentsio benetan geroztik energia erlazioa erakusten du: Gordetako igaro da.

Zer da ideal oszilatzen zirkuitua

Fisikaren sisteman prozesuak hobeto ezagutzeko sortu zen deiturikoak ideal oszilatzen zirkuitu batera. Hau eredu matematiko bat zirkuituko zero erresistentzia sistema gisa ordezkari da. Bertan undamped harmoniko gorabeherak dira. Eredu honi esker bat gutxi gora formula kalkuluak zirkuitu parametroak lortzeko. parametro horietako bat - guztizko energia:

• W = (L * I ²⁾ / 2.

Horrelako sinplifikazio asko azkartu kalkuluak eta ezaugarriak aurrez zirkuituko ezaugarriak ebaluatzea ahalbidetzen dute.

Nola funtzionatzen du?

Guztiak oszilatzen zirkuitu eragile ziklo bi zatitan banatu daiteke. Orain zehazki prozesuak egiten ari da parte guztietan ikusiko dugu.

• Lehenengo fasean plaka kondentsadore, positiboki kargatutako, hasten da, deskarga zirkuituan korronte bihurtzean. Une honetan, uneko positiboa doa karga negatiboa, berriz, bobina igaroz. Ondorioz, dardarak elektromagnetikoak zirkuituan gertatzen dira. bobina bidez Current poderioz, mugitzen bigarren plater bat da eta positiboki kobratzen da (lehen elektrodo, eta horrek egungo ibilli da, negatiboki kargatutako ostera).
• Bigarren fasea gertatzen prozesua zuzenean kontrako. Egungo The plaka positiboak (horrek hasieratik izan zen negatiboa) negatiboa pasatzen, berriz pasatzen bobina zehar. Eta karguak guztiak erori.

zikloa errepikatzen da betiere kondentsadore kobratuko da eta. ideal oihartzun zirkuitu batean prozesu hau infinitua da, eta benetako boterea galtzea saihestezina dela eta hainbat faktore: berogailua hori dela eta erresistentzia existentzia zirkuitu (bero Joule) gertatzen da, eta antzekoak.

Horretarako zirkuituak diseinatzeko

Zirkuitu errazak "bobina-kondentsadore" eta "bobina-erresistentzia-kondentsadore" Horrez gain, beste aukera batzuk, oinarri oszilazio zirkuitu gisa erabiliz daude. Hau, adibidez, zirkuitu paralelo bat den ezaugarri ez dagoela elementu zirkuitu bat da (bakarrik existitzen baita, serie zirkuitu bat izango litzateke, zeren eta horietatik artikuluan eztabaidatu zen).

beste eraikuntza mota, hainbat osagai elektrikoak barne daude. Adibidez, posible da sare transistorea bertan zabalduko da eta zirkuitu itxi maiztasuna oszilazio zirkuituan maiztasuna berdina konektatu. Horrela, sistema undamped gorabeherak instalatuko du.

Non oszilazio zirkuituan erabiltzen da?

gehien gurekin ezagunak dira zirkuituko osagai erabilera - da elektroimanak. Dute, aldi berean, sistema interfonia, motorrak, sentsore, eta beste hainbat arlo gutxiago konbentzionalak erabiltzen. Aplikazio Another - osziladore. Izan ere, ez da zirkuituan erabilera oso ezagunak dira: Formulario honetan, mikrouhinean erabiltzen da mugikorra eta haririk gabeko komunikazioan olatuak sortu nahi distantzian informazioa transmititzeko. Hori guztia dela eta, hain zuzen, uhin elektromagnetikoak-gorabehera dela bide hori posible izango distantzia luzeetan informazioa transmititzeko izango da, hala nola kodetzen ahal izango da.

Induktatzia bera transformadorea egiteko elementu gisa erabili ahal izango da, bihurgune kopuru ezberdinak dituzten bi bobina eremu elektromagnetikoaren bidez gainditu ahal izango dute beren karga. Baina solenoids ezaugarriak desberdinak dira, eta egungo zifrak bi zirkuituak dira, bi induktantzia konektatutako aldatu egingo bezala. Horrela, bat tentsio bihurtu daiteke oraingoa, esan 220 volt egungo 12 volt tentsio batekin.

ondorio

the oszilatzen zirkuituko printzipioa eta zati bakoitza bere aldetik zehazten ditugu. ikasi du oszilatzen zirkuitu gara - uhin elektromagnetikoak sortzen diseinatutako gailu bat. Hala ere, hau hauetan mekanika konplexua da, itxuraz elementu sinpleak oinarriak bakarra. Ikas zirkuituan intricacies eta bere osagaiei buruz literatura espezializatuak izan daitezke.