Oscillating circuit - ეს არის ... მუშაობის პრინციპი

Oscillating circuit - მოწყობილობა მომტანი (შექმნა) ელექტრომაგნიტური რხევების. დაარსებიდან დღემდე, იგი გამოიყენება მრავალი სამეცნიერო და ტექნოლოგიურ სფეროებში დაწყებული ყოველდღიური ცხოვრების დიდი ქარხნები მწარმოებელ ძალიან სხვადასხვა პროდუქცია.

რა იგი შედგება?

რხევის circuit მოიცავს coil და capacitor. გარდა ამისა, არსებობს ასევე შეიძლება იმყოფება resistor (ცვლადი წინააღმდეგობის ელემენტი). Inductor (ან solenoid, როგორც მას უწოდებენ,) არის rod, რომელიც გრაგნილების ჭრილობა რამდენიმე ფენა, რომელიც ზოგადად არის სპილენძის მავთული. ეს არის ამ ელემენტს ქმნის რხევების წელს oscillatory ჩართვა. ბარი, მდებარეობს შუა, ხშირად უწოდებენ choke, ან ძირითადი და coil უწოდებენ solenoid.

oscillating ჩართვა coil ქმნის რხევების მხოლოდ იმ შემთხვევაში თუ შენახული ბრალდებით. როდესაც გავლის მიმდინარე მეშვეობით, ის გროვდება მუხტი, რომელიც შემდეგ იძლევა ჩართვა, როდესაც ძაბვის წვეთები.

coil ხაზები ზოგადად ძალიან დაბალი წინააღმდეგობა, რომელიც ყოველთვის რჩება. რხევის ჩართვა ჩართვა ხშირად ხდება ცვლილება ძაბვის და amperage. ეს ცვლილება გარკვეული მათემატიკური კანონების:

• U = U ₀ * cos (w * (tt _0), სადაც
  U - ძაბვის დროს t,
  U ₀ - ძაბვის დროს t _0,
  w - სიხშირის ელექტრომაგნიტური რხევების.

კიდევ ერთი აუცილებელი კომპონენტი ჩართვა ელექტრო capacitor. ეს ელემენტი შედგება ორი ფირფიტები, რომელიც გამოყოფილია დიელექტრიკული. სისქე ფენას შორის ელექტროდების ნაკლებია, ვიდრე მათი ზომა. ეს დიზაინი საშუალებას დაგროვება on-იზოლატორში ელექტრო ბრალდებით, რომელიც შეგიძლიათ შემდეგ გაუგზავნე ჩართვა.

განსხვავებით capacitor ბატარეის, რომ არ არსებობს კონვერტაციის ნივთიერებების დენის, და არ არის პირდაპირი დაგროვების მუხტი ელექტრო სფეროში. ამდენად, მეშვეობით capacitor შეიძლება იყოს დიდი საკმარისი დაგროვება ბრალდებით, რომელიც შეიძლება მიეცეს ერთდროულად. ამ შემთხვევაში, მიმდინარე წელს ჩართვა მნიშვნელოვნად გაიზარდა.

გარდა ამისა, რხევის circuit შედგება ერთი ელემენტი: ა resistor. ამ ელემენტს აქვს წინააღმდეგობა და მაკონტროლებელი მიმდინარე და ძაბვის ჩართვა. იმ შემთხვევაში, თუ მუდმივი ძაბვის გაზრდის წინააღმდეგობის resistor, მიმდინარე შემცირდება Ohm კანონი:

• I = U / R, სადაც
  I - მიმდინარე,
  U - ძაბვის,
  R - წინააღმდეგობა.

inductor

ავიღოთ უფრო ახლოს ყველა დეტალი inductor და უკეთესი იქნება გაგება, მისი ფუნქცია რეზონანსული ჩართვა. როგორც უკვე ვთქვით, წინააღმდეგობის ამ ელემენტს ტენდენცია ნულოვანი. ამდენად, როდესაც დაკავშირებული DC circuit, რომ მოხდეს მოკლე ჩართვა. თუმცა, თუ coil უკავშირდება AC ჩართვა, ეს მუშაობს სწორად. ეს იწვევს იმ დასკვნამდე, რომ ელემენტს აქვს წინააღმდეგობის მონაცვლეობით მიმდინარე.

მაგრამ რატომ ხდება ეს და როგორ წინააღმდეგობის ხდება, როდესაც მონაცვლეობით მიმდინარე? ამ კითხვაზე პასუხის გაცემა, ჩვენ უნდა მივმართოთ ფენომენს თვითმმართველობის inductance. ერთად გავლის coil მიმდინარე წელს ეს არ არის electromotive ძალა (EMF), რომელიც ქმნის დაბრკოლებას მიმდინარე ცვლილება. მასშტაბები ამ ძალა დამოკიდებულია ორი ფაქტორი: coil მიმდინარე და წარმოებული მიმართებაში დროს. მათემატიკურად, ეს დამოკიდებულება გამოიხატება განტოლება:

• E = -L * I '(t), სადაც
  E - EMF,
  L - inductance ღირებულება coil (თითოეული coil განსხვავებულია და დამოკიდებულია რაოდენობის მიიკლაკნება კოჭები და მათი სისქე)
  მე (t) - დრო წარმოებული მიმდინარე (არსებული ცვლილება კურსი).

DC Power დროთა განმავლობაში არ შეცვლილა, ამიტომ მისი წინააღმდეგობის როდესაც ექვემდებარება წარმოიქმნება.

მაგრამ AC ყველა მისი პარამეტრების მუდმივად იცვლება sinusoidal და კოსინუსი კანონის, რამაც electromotive ძალა, რომელიც ხელს უშლის ამ ცვლილებებს. ასეთი წინააღმდეგობა ეწოდება ინდუქციური და გამოითვლება ფორმულით:

• X _L = w * _L, სადაც
  w - სიხშირის რხევის ჩართვა,
  L - inductance ერთი coil.

მიმდინარე ინტენსივობის solenoid linearly ზრდის და ამცირებს მიხედვით სხვადასხვა კანონები. ეს იმას ნიშნავს, რომ თუ ნაკადის შეჩერება მიმდინარე წელს coil, გაგრძელდება გარკვეული დრო, რათა მისცეს ბრალდებით ჩართვა. და თუ ეს მოულოდნელად შეუშალოს ნაკადი მიმდინარე, არ იქნება გადაღებული იმისა, რომ პასუხისმგებელი იქნება ცდილობენ გავიდნენ და გადანაწილდება coil. ეს არის - სერიოზული პრობლემა საწარმოო. ეს ეფექტი (თუმცა მთლად დაკავშირებული რხევის ჩართვა) შეიმჩნევა, მაგალითად, როდესაც მოხსნის plug ბუდე. ამ შემთხვევაში ნახტომი ნაპერწკალი, რომ ასეთი მასშტაბის ვერ დააზარალებს პირი. ეს არის იმის გამო, რომ მაგნიტური ველი არ გაქრება დაუყოვნებლივ, არამედ ეტაპობრივად გაიფანტა, inducing currents სხვა დირიჟორები. In სამრეწველო მასშტაბით მიმდინარე ძალა ბევრჯერ აღემატება ჩვენი ჩვეულებრივი 220 ვოლტი, ასე რომ შეწყდეს წარმოების ჯაჭვის შეიძლება გამოიწვიოს sparks ასეთი ძალა, რომელიც იწვევს ბევრი ზიანი ორივე მცენარეთა და კაცი.

Coil - არის საფუძველი, რომ, რომელიც რხევის ჩართვა. Inductor შედის solenoids თანამიმდევრულად დასძინა მან. შემდეგი, ჩვენ უფრო ახლოს ყველა დეტალი სტრუქტურის, რომ ელემენტს.

რა არის inductance?

Inductance coil oscillating circuit - ინდივიდუალური პარამეტრი, რომელიც რიცხობრივად ტოლია electromotive ძალა (in ვოლტი), რაც ხდება ჩართვა როდესაც მიმდინარე ვარიაციით 1 A 1 მეორე. იმ შემთხვევაში, თუ solenoid უკავშირდება DC ჩართვა, მისი inductance აღწერს ენერგია მაგნიტური ველი, რომელიც ის მიერ მიმდინარე ფორმულით:

• W = (L * I ²⁾ / 2, სადაც
  W - მაგნიტური ველის ენერგიას.

inductance კოეფიციენტი დამოკიდებულია ბევრ ფაქტორზე: გეომეტრია solenoid, მაგნიტური მახასიათებლები ძირითადი და რაოდენობის coils მავთული. კიდევ ერთი თვისება ეს მაჩვენებელი, რომ ეს არის ყოველთვის დადებითი, რადგან ცვლადების რომელსაც ის არის დამოკიდებული, არ შეიძლება იყოს უარყოფითი.

Inductance ასევე შეიძლება განისაზღვროს, როგორც ქონების დირიჟორი მიმდინარე მაღაზია ენერგიის მაგნიტური ველი. იგი იზომება ჰენრი (სახელობის ამერიკელი მეცნიერის Dzhozefa გენრი).

გარდა ამისა solenoid oscillation ჩართვა შედგება capacitor, რომელიც განხილული იქნება შემდგომში.

ელექტრო capacitor

Capacitance განისაზღვრება oscillator circuit მოცულობითი ელექტრო capacitor. მისი გამოჩენა უკვე დაწერილი ზემოთ. ახლა მოდი, ფიზიკა პროცესებს, რომ მოხდეს ეს.

მას შემდეგ, რაც capacitor ფირფიტები მზადდება დირიჟორი, მაშინ მას შეუძლია შემოვა დენის. თუმცა, მათ შორის ორი ფირფიტები დაბრკოლება. იზოლატორში (ისინი შეიძლება ჰაერის, ხის ან სხვა მასალის მაღალი წინააღმდეგობის იმის გამო, რომ ბრალდება არ შეუძლია გადაადგილება ერთი ბოლოდან მავთულის მეორე, არსებობს დაგროვების მას capacitor ფირფიტები ამით იზრდება მაგნიტური და ელექტრო. სფეროებში გარშემო. ამგვარად, შეწყვეტის ბრალდებით აგრძელებს ყველა ელექტროენერგიის დაგროვილი ფირფიტები, იწყებს გადაეცემა ჩართვა.

თითოეული capacitor აქვს ძაბვაზე, ოპტიმალური ფუნქციონირება. თუ თქვენ ხანგრძლივი გამოყენებისათვის ელემენტს ძაბვის მაღალია, ვიდრე ნომინალური, სიცოცხლის მნიშვნელოვნად შემცირდა. კონდენსატორების საქართველოს oscillatory ჩართვა მუდმივად დაზარალებული currents და ამიტომ, როდესაც შერჩეული უნდა იყოს ძალიან ფრთხილად.

გარდა ჩვეულებრივი capacitors, რომელიც განხილულ იქნა, ასევე არსებობს ელექტრო ორმაგი ფენის capacitors. ეს არის უფრო რთული ელემენტი: ეს შეიძლება შეფასდეს, როგორც ჯვარი შორის ბატარეის და capacitor. როგორც წესი, დიელექტრიკული ელექტრო ორმაგი ფენის capacitors ორგანული ნივთიერებები, რომელთა შორის არის ელექტროლიტური. ერთად ისინი ქმნიან ელექტრო ორმაგი ფენა, რომელიც საშუალებას იძლევა დაგროვება ამ დიზაინის ჯერ მეტი ენერგია, ვიდრე ჩვეულებრივი capacitor.

რა არის რანგში capacitor?

Capacitance კონდენსატორების არის თანაფარდობა capacitor ბრალდებით ძაბვის, რომელიც მდებარეობს. გამოთვალეთ ეს მნიშვნელობა შეიძლება იყოს ძალიან მარტივი დახმარებით მათემატიკური ფორმულა:

• C = (e ₀ * S) / რ, სადაც
  e ₀ - დიელექტრიკული მუდმივი of დიელექტრიკული მასალის (tabular ღირებულება)
  S - ფართობი capacitor ფირფიტები,
  d - შორის მანძილი ფირფიტები.

დამოკიდებულება მოცულობითი კონდენსატორების შორის მანძილი ელექტროდების აიხსნება ფენომენს ელექტროსტატიკური ინდუქციური ნაკლებია, ვიდრე მანძილი ფირფიტები, მით უფრო მათ იმოქმედებს ერთმანეთს (coulomb), დიდი ბრალდებით ელექტროდების და ნაკლები სტრესი. და როდესაც ძაბვის ღირებულება მოცულობა იზრდება, რადგან იგი ასევე შეიძლება შეფასდეს შემდეგი ფორმულით:

• C = q / U, სადაც
  q - ბრალდებით Coulombs.

ეს არის ვისაუბროთ ერთეული გაზომვა ამ რაოდენობით. Capacitance იზომება farads. 1 farad - საკმაოდ დიდი ღირებულება, ასე რომ არსებული capacitors (არ supercapacitors) აქვს მოცულობითი იზომება picofarads (ტრილიონედის farad).

resistor

მიმდინარე წელს რეზონანსული ჩართვა ასევე დამოკიდებულია წინააღმდეგობის ჩართვა. და გარდა ამისა, ორი აღწერილი ელემენტები, რომლებიც ქმნიან oscillating circuit (coil, capacitor), არსებობს მესამე - resistor. იგი არის პასუხისმგებელი შექმნის დასაბამი. წინაღობის განსხვავდება სხვა ელემენტები, რომ მას აქვს მაღალი სიმტკიცე, რომელიც შეიძლება მერყეობდა ზოგიერთ მოდელები. რეზონანსული ჩართვა ასრულებს ძალაუფლების კონტროლის ფუნქცია მაგნიტური ველი. არ არის გამორიცხული, დაკავშირება რამდენიმე რეზისტორების წელს სერია და პარალელურად, რითაც იზრდება წინააღმდეგობის ჩართვა.

წინააღმდეგობის ეს ელემენტი დამოკიდებულია ტემპერატურაზე, ასე ზრუნვა უნდა იქნას მიღებული, რათა მისი მუშაობა ჩართვა, ვინაიდან იგი თბება დროს გავლის მიმდინარე.

წინააღმდეგობის იზომება ohms, და მისი ღირებულება შეიძლება გამოითვლება ფორმულით:

• R = (p * l) / S, სადაც
  p - მასალა resistivity resistor (იზომება (ohm * mm ²⁾ / მ);
  l - სიგრძე რეზისტორების (მ);
  S - კვეთის ფართობი (კვადრატულ მმ).

როგორ გვაკავშირებს loop პარამეტრების?

ახლა ჩვენ არ მოვა ახლოს ფიზიკის ოპერაციის oscillatory ჩართვა. დროთა განმავლობაში მუხტი capacitor ფირფიტები მიხედვით იცვლება მეორე რიგის დიფერენციალური განტოლება.

თუ თქვენ გადავჭრათ ეს, ეს იმას ნიშნავს, ზოგიერთი საინტერესო ფორმულა აღწერს პროცესების, რომ მოხდეს ჩართვა. მაგალითად, ციკლური სიხშირე შეიძლება იყოს გამოხატული მოცულობითი და inductance.

თუმცა, ყველაზე მარტივი ფორმულა, რომელიც საშუალებას იძლევა გამოვთვალოთ ბევრი უცნობი - Thomson განტოლება (სახელობის ბრიტანელი ფიზიკოსი უილიამ Thomson, რომელმაც მისი 1853):

• T = 2 * f * (L * გ) ^1/2.
  T - შორის ელექტრომაგნიტური რხევების,
  L და C - შესაბამისად, inductance საქართველოს oscillating ჩართვა coil და მოცულობითი ჩართვა ელემენტს,
  n - რაოდენობის pi.

ხარისხის ფაქტორი

არსებობს კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი რაოდენობა დამახასიათებელი კონტურის სამუშაოები - ხარისხის ფაქტორი. იმისათვის, რომ გავიგოთ, რა არის, თქვენ უნდა მიმართოს ამ პროცესში, როგორც რეზონანსი. ეს მოვლენა, რომელშიც ამპლიტუდა ხდება მაქსიმალური ძალა მუდმივი ღირებულება, რომელიც გრძელდება მხარდაჭერა. რეზონანსი შეუძლია ახსნას მარტივი მაგალითად: თუ თქვენ დაიწყოს დააყენებს სვინგის სცემა მათი სიხშირე, ისინი დაჩქარდება და მათი "amplitude" გაიზრდება. მაგრამ თუ არ დააყენებს სცემა, მათ შეანელებს. ამავე რეზონანსი, ხშირად ასუსტებს ბევრი ენერგია. იმისათვის, რომ შეძლებს გამოვთვალოთ ღირებულება დაკარგვა, ჩვენ გამოიგონა პარამეტრი, როგორიცაა ხარისხის ფაქტორი. ეს არის კოეფიციენტი შეფარდებას ენერგია, რომელიც მდებარეობს სისტემა, დანაკარგები ხდება ერთი ციკლი ჩართვა.

ჩართვა ხარისხის ფაქტორი გამოითვლება ფორმულით:

• Q = (w ₀ * W) / P, სადაც
  w ₀ - რეზონანსი კუთხის სიხშირის რხევების;
  W - ენერგეტიკული შენახული ვიბრაციული სისტემა;
  P - ენერგიის გაფრქვევა.

ეს პარამეტრი - უგანზომილებო მას შემდეგ, რაც რეალურად გვიჩვენებს ენერგიის კოეფიციენტი: ინახება გაატარა.

რა არის იდეალური oscillating circuit

იყიდება უკეთ პროცესების სისტემა ფიზიკის გამოვიდა ე.წ. იდეალური oscillating ჩართვა. ეს არის მათემატიკური მოდელი წარმოადგენს ჩართვა, როგორც სისტემის ნულოვანი წინააღმდეგობა. მასში არის undamped ჰარმონიული რხევების. ეს მოდელი საშუალებას აძლევს მიიღონ სავარაუდო formula გაანგარიშებით circuit პარამეტრები. ერთ-ერთი ასეთი პარამეტრების - საერთო ენერგეტიკული:

• W = (L * I ²⁾ / 2.

ასეთი გამარტივება მნიშვნელოვნად დააჩქარებს გათვლებით და საშუალებას იძლევა შევაფასოთ ჩართვა მახასიათებლები წინასწარ მახასიათებლები.

როგორ მუშაობს იგი?

ყველა მოძრავი ჩართვა საოპერაციო ციკლი შეიძლება დაიყოს ორ ნაწილად. ახლა ვნახავთ, ზუსტად მიმდინარე პროცესები ყველა ნაწილი.

• პირველი ეტაპი ფირფიტა capacitor, ბრალად დადებითად იწყებს განმუხტვა, გაწევის მიმდინარე ჩართვა. ამ ეტაპზე, მიმდინარე მიდის დადებითი უარყოფითი მუხტი, ხოლო გავლით coil. შესაბამისად, ელექტრომაგნიტური რხევების მოხდეს ჩართვა. მიმდინარე გავლით coil, იგი გადადის მეორე ფირფიტა და ედავება დადებითად (მაშინ, როდესაც პირველი ელექტროდი, რომელიც მიმდინარე დადიოდა, უარყოფითად დამუხტული).
• მეორე ფაზაში ხდება პირდაპირ საპირისპირო პროცესი. მიმდინარე გადის დადებითი დისკო (რომელიც დასაწყისში იყო უარყოფითი) უარყოფითი, გავლის ისევ მეშვეობით coil. და ყველა ბრალდება მოხვდება ადგილი.

ციკლი მეორდება მანამ, სანამ capacitor ბრალად. იდეალური რეზონანსული ჩართვა ამ პროცესში არის უსასრულო და რეალური ძალა დაკარგვა გარდაუვალია გამო სხვადასხვა ფაქტორები: გათბობის რომ ხდება გამო არსებობის წინააღმდეგობის circuit (Joule სითბოს), და ასე შემდეგ.

განსახიერება მიკროსქემის დიზაინი

გარდა უბრალო სქემები რომ "coil-capacitor" და "coil-resistor-capacitor", არსებობს სხვა ვარიანტი, გამოყენებით როგორც საფუძველი oscillation ჩართვა. ეს, მაგალითად, პარალელური ჩართვა რომელიც ხასიათდება, რომ არ ელემენტს circuit (იმიტომ, რომ ის არსებობს მარტო, ეს იქნება მთელი რიგი ჩართვა და რომლის სტატიაში განხილულია).

ასევე არსებობს სხვა სახის სამშენებლო, მათ შორის, სხვადასხვა ელექტრო კომპონენტები. მაგალითად, შესაძლებელია დაკავშირება ქსელის ტრანზისტორი, რომელიც გახსნა და დახურვა მიკროსქემის სიხშირე რხევის სიხშირის ჩართვა. ამდენად, სისტემის ინსტალაცია undamped რხევების.

სადაც oscillation ჩართვა გამოიყენება?

ყველაზე ნაცნობი us გამოყენების კომპონენტების ჩართვა - ის electromagnets. ისინი, თავის მხრივ, გამოიყენება intercom სისტემები, motors, სენსორები და მრავალი სხვა ნაკლებად ჩვეულებრივი სფეროებში. კიდევ ერთი პროგრამა - oscillator. ფაქტობრივად, ეს არის გამოყენების ჩართვა ძალიან ნაცნობი us: ამ ფორმით, იგი გამოიყენება მიკროტალღური შექმნას ტალღა მობილური და უკაბელო კომუნიკაციის გადასცეს ინფორმაცია მანძილზე. ეს ყველაფერი იმის გამო, რომ ის ფაქტი, რომ რხევების ელექტრომაგნიტური ტალღების შეიძლება კოდირებით ისე, რომ შესაძლებელი იქნება, გადასცეს ინფორმაცია მეტი ხნის მანძილზე.

ინტრატორი შეიძლება გამოყენებულ იქნეს როგორც ტრანსფორმატორის ელემენტად: ორი გრაფა სხვადასხვა რაოდენობის გრაგნილებით, შეუძლია ელექტრომაგნიტური ველის მეშვეობით დააკისროს მათ ბრალდებას. მაგრამ რადგან სელენოიდების მახასიათებლები განსხვავებულია, დღევანდელი ინდექსები ორ სქემაში, რომელთა დაკავშირებაც ამ ორ ინდექტორს შორის განსხვავდება. ამრიგად, შესაძლებელია ძაბვის პროცესის მიმდინარეობა, ვთქვათ, 220 ვოლტი 12 ვოლტამდე.

დასკვნა

ჩვენ დეტალურად განადგურებულია ოსცილატორის მიკროსქემის ფუნქციის პრინციპი და ცალკეული ნაწილები. ჩვენ ვისწავლეთ, რომ oscillatory წრიული არის მოწყობილობა, რომელიც შექმნილია ელექტრომაგნიტური ტალღების შესაქმნელად. თუმცა, ეს მხოლოდ კომპლექსური მექანიკის საფუძვლებია, როგორც ჩანს, მარტივი ელემენტები. თქვენ შეგიძლიათ შეიტყოთ უფრო მეტი ჩართულობა მიკროსქემის და მისი კომპონენტების შესახებ სპეციალიზებულ ლიტერატურაში.