Ċirkwit joxxilla - dan huwa ... Il-prinċipju ta 'operazzjoni

Joxxilla ċirkwit - apparat għall-ġenerazzjoni (ħolqien) ta oxxillazzjonijiet elettromanjetiċi. Mill-bidu tagħha sal-lum huwa użat f'ħafna oqsma xjentifiċi u teknoloġiċi li jvarjaw mill-ħajja ta 'kuljum lill-fabbriki kbar li jipproduċu prodotti differenti ħafna.

Ta 'liema ma' jikkonsisti?

Iċ-ċirkwit oxxillazzjoni tinkludi coil u capacitor. Barra minn hekk, jista 'jkun hemm ukoll resister preżenti (element reżistenza varjabbli). L induttur (jew solenojdi, kif huwa xi kultant imsejjaħ) huwa virga li fuqha koljaturi huma ferita diversi saffi, li ġeneralment hija wajer tar-ram. Huwa dan l-element joħloq oxxillazzjonijiet fil-ċirkwit oscillatory. A bar, li jinsabu fin-nofs, spiss imsejħa ċowk, jew qalba, u l-kolja huwa xi kultant imsejjaħ solenojd.

kolja ċirkwit joxxilla joħloq oxxillazzjonijiet biss jekk ħlas maħżuna. Meta tgħaddi kurrent permezz tagħha, dan jakkumula ħlas li mbagħad tagħti lill-ċirkwit meta l-vultaġġ jinżel.

wajers coil ġeneralment ikollhom reżistenza baxxa ħafna, li dejjem jibqa 'kostanti. Iċ-ċirkwit ċirkwit oxxillazzjoni spiss iseħħ bidla fil-vultaġġ u amperaġġ. Din il-bidla hija suġġetta għal ċerti liġijiet matematiċi:

• U = U ₀ * cos (w * (tt _0), fejn
  U - vultaġġ fil-ħin t,
  U ₀ - vultaġġ fil-ħin t _0,
  oxxillazzjonijiet elettromanjetiċi ta 'frekwenza - w.

Komponent ieħor essenzjali taċ-ċirkwit huwa kapaċitatur elettrika. Dan l-element jikkonsisti f'żewġ pjanċi li huma separati minn dielettriku. Il-ħxuna tas-saff bejn l-elettrodi huwa inqas mid-daqs tagħhom. Dan id-disinn jippermetti li jakkumulaw fuq iżolatur ċarġ elettriku, li tista 'mbagħad tibgħat lill-ċirkwit.

batterija kapaċitatur B'differenza hija li m'hemm l-ebda konverżjoni ta 'sustanzi mill-kurrent elettriku, u hemm akkumulazzjoni dirett ħlas f'kamp elettriku. Għalhekk, permezz tal-kapaċitatur jistgħu jkunu kbar biżżejjed biex jakkumulaw l-ħlas, li tista 'tingħata kollha f'daqqa. F'dan il-każ, l-kurrent fiċ-ċirkwit huwa ħafna akbar.

Ukoll, iċ-ċirkwit oxxillazzjoni hija magħmula minn element wieħed aktar: resistor. Dan l-element għandha reżistenza u għall-kontroll tal-kurrent u l-vultaġġ fiċ-ċirkwit. Jekk b'vultaġġ kostanti biex tiżdied ir-reżistenza tal-resistor, l-kurrent se jonqos bil-liġi Ohm:

• I = U / R, fejn
  I - kurrenti,
  U - vultaġġ,
  R - reżistenza.

induttur

Ejja tagħti ħarsa aktar mill-qrib lejn id-dettalji kollha tal-induttur u l-aħjar se jifhmu l-funzjoni tagħha fil-ċirkwit reżonanti. Kif għandna qal, ir-reżistenza ta 'dan l-element tendenza għal żero. Għalhekk, meta mqabbda ma 'ċirkwit DC ikun iseħħ short-circuiting. Madankollu, jekk il-kojl konnessi mal-ċirkwit AC, hija taħdem b'mod korrett. Dan iwassal għall-konklużjoni li l-element għandha reżistenza għal kurrent alternanti.

Iżda għaliex qed jiġri dan u kif ir-reżistenza isseħħ meta kurrent alternanti? Sabiex tingħata risposta għal din il-mistoqsija li għandna bżonn biex inbiddlu għall-fenomenu ta 'awto-inductance. Bl-mogħdija taż-kojl attwali fiha hemm forza elettromotiva (EMF), li joħloq ostaklu għall-bidla attwali. Il-kobor ta 'din il-forza jiddependi fuq żewġ fatturi: il-kojl attwali u l-obbligi fir-rigward tal-ħin. Matematikament, din id-dipendenza hija espressa bl-ekwazzjoni:

• E = -l * I "(t), fejn
  E - EMF,
  L - valur inductance tal-kojl (għal kull coil hija differenti u jiddependi min-numru ta 'tidwiriet tal-koljaturi u l-ħxuna tagħhom)
  I (t) - derivattiv żmien tas-(rata kurrenti bidla) kurrenti.

DC Power matul iż-żmien ma tinbidilx, hekk reżistenza tiegħu meta esposti li jinqalgħu.

Iżda fl AC-parametri kollha tiegħu qed jinbidlu f'liġi sinusojdali jew cosine, li jikkawżaw forza elettromotiva, li jipprevjeni dawn il-bidliet. Tali reżistenza tissejjaħ induzzjoni u kkalkulat bil-formula:

• X _L = w * _L, fejn
  ċirkwit oxxillazzjoni frekwenza, - w
  L - inductance tal-kojl.

Il intensità tal-kurrent fil-solenojd lineari żidiet u tnaqqis skond il-liġijiet differenti. Dan ifisser li jekk tieqaf il-fluss tal-kurrent fil-coil, se tissokta għal xi żmien biex jagħtu l-ħlas fiċ-ċirkwit. U jekk dan f'daqqa jwaqqaf il-fluss ta 'kurrent, se jiġu sparati mill-fatt li l-ħlas se tipprova toħroġ u jitqassmu kolja. Dan huwa - problema serja fil-produzzjoni industrijali. Dan l-effett (għalkemm mhux għal kollox relatati mal-ċirkwit oxxillazzjoni) jistgħu jiġu osservati, per eżempju, meta tneħħi l-plagg mill-sokit. F'dan il-każ skips l-ispark li fuq skala bħal din ma jagħmlux ħsara lill persuna. Huwa minħabba l-fatt li l-kamp manjetiku ma jisparixxu minnufih, iżda jixxerred gradwalment, li jinduċi kurrenti fil-kondutturi oħra. Fi skala industrijali l-qawwa attwali huwa ħafna drabi akbar minn tas-soltu 220 volt tagħna, sabiex l-interruzzjoni fil-katina tal-produzzjoni jista 'jikkawża xrar tali forza li se jikkawżaw ħafna ħsara kemm għall-pjanti u l-bniedem.

Coil - hija l-pedament ta 'dak li minnu l-ċirkwit oxxillazzjoni hu. Induttur solenojdi inklużi sekwenzjalment miżjud. Sussegwentement, aħna tagħti ħarsa aktar mill-qrib lejn id-dettalji kollha tal-istruttura ta 'dak l-element.

X'inhu l-inductance?

kolja inductance ċirkwit joxxilla - hija parametru individwali li huwa numerikament ugwali għall-forza elettromotiva (f'volts), li jseħħ fil-ċirkwit meta varjazzjoni kurrent ta '1 A għal 1 sekonda. Jekk il-solenojd huwa konness ma 'ċirkwit DC, inductance tagħha jiddeskrivi l-enerġija ta' kamp manjetiku, li hija maħluqa minn din kurrent permezz tal-formula:

• W = (L * I ²⁾ / 2, fejn
  W - l-enerġija kamp manjetiku.

koeffiċjent inductance jiddependi fuq ħafna fatturi: l-ġeometrija tal-solenojd, il-karatteristiċi manjetiċi tal-qalba u tan-numru ta 'koljaturi ta' wajer. Karatteristika oħra ta 'dan l-indikatur hija li huwa dejjem pożittiv, minħabba li l-varjabbli li fuqhom jiddependi, ma jistax ikun negattiv.

Il inductance tista 'wkoll tiġi definita bħala proprjetà ta' konduttur b'enerġija maħżen attwali fil-kamp manjetiku. Huwa mkejla Henry (imsemmija wara l-xjenzat Amerikan Dzhozefa GENRI).

Barra minn hekk ċirkwit oxxillazzjoni solenojd tikkonsisti capacitor, li se jiġu diskussi hawn taħt.

kapaċitatur elettriku

Capacitance huwa determinat mill-ċirkwit oxxillatur kapaċitanza elettriku kapaċitatur. dehra tiegħu ġie miktub hawn fuq. Issa Let us teżamina l-fiżika tal-proċessi li jseħħu fiha.

Peress li l-pjanċi kapaċitatur huma magħmula minn konduttur, allura jista 'fluss kurrent elettriku. Madankollu, bejn iż-żewġ pjanċi hija ostaklu. Iżolaturi (dawn jistgħu jiġu arja, injam jew materjal ieħor ma 'reżistenza għolja Minħabba l-fatt li l-imposta ma jista' jgħaddi minn tarf wieħed tal-wajer għall-oħra, hemm akkumulazzjoni lill-pjanċi kapaċitatur għalhekk iżżid il-qawwa manjetika u elettrika. oqsma madwaru. Għalhekk, fit-tmiem tal-ħlas jipproċedi elettriku kollu akkumulat fuq il-pjanċi, jibda jkun trażmess lill-ċirkwit.

Kull kapaċitatur għandha vultaġġ irratat, ottimali għall-operazzjoni tagħha. Jekk inti twil biex jisfruttaw l-element b'vultaġġ ogħla mill-nominali, il-ħajja hija mnaqqsa ħafna. Il-kapaċitatur taċ-ċirkwit oscillatory huwa kontinwament affettwat minn kurrenti u għalhekk meta jintgħażlu għandhom joqogħdu attenti ħafna.

Minbarra l-kapaċitaturi konvenzjonali, li ġew diskussi, hemm ukoll elettriċi capacitors saff doppju. Dan huwa element aktar kumplessa: jista 'jiġi deskritt bħala taħlita bejn batteriji u capacitor. Tipikament, il-dielettriku fil capacitors elettriċi saff doppju huma sustanzi organiċi, li bejniethom hija elettroliti. Flimkien dawn joħolqu saff doppju elettriku, li tippermetti li jakkumulaw f'dan ir-disinn fi żminijiet aktar enerġija milli capacitor konvenzjonali.

X'inhu l-kapaċità ta capacitor?

Capacitance tal-kapaċitatur huwa l-proporzjon tal-ħlas kapaċitatur għal vultaġġ li fih hija tinsab. Ikkalkula dan il-valur jista 'jkun sempliċi ħafna bl-għajnuna ta' formula matematika:

• C = (e ₀ * S) / d, fejn
  e ₀ - kostanti dielettriku tal-materjal dielettriku (valur tabulari)
  S - żona tal-pjanċi kapaċitatur,
  d - id-distanza bejn il-pjanċi.

Id-dipendenza tal-kapaċitanza tal-kapaċitatur fuq id-distanza bejn l-elettrodi hija spjegata mill-fenomenu ta 'induzzjoni elettrostatika huwa inqas mid-distanza bejn il-pjanċi, l-aktar li jaffettwaw lil xulxin (coulomb), il-aktar l-elettrodi ħlas u inqas stress. U meta l-valur vultaġġ ta 'l-żidiet fil-kapaċità, peress li tista' wkoll tiġi deskritta bil-formula segwenti:

• C = q / U, fejn
  q - it-tariffa f'Coulombs.

Huwa li nitkellmu dwar l-unitajiet ta 'kejl ta' din il-kwantità. Capacitance hija mkejla fil farads. 1 Farad - valur kbir biżżejjed, sabiex kapaċitaturi eżistenti (mhux supercapacitors) ikunu capacitance mkejla picofarads (Farad trillionth wieħed).

resister

Il-kurrent fiċ-ċirkwit reżonanti tiddependi wkoll fuq ir-reżistenza taċ-ċirkuwitu. U minbarra ż-żewġ elementi deskritti li jifformaw ċirkwit joxxilla (coil, kapaċitatur), hemm it-tielet - resistor. Huwa responsabbli għall-ħolqien drag. Resister differenti mill-elementi l-oħra fis-sens li għandha reżistenza għolja, li jistgħu jiġu varjati f'ċerti mudelli. Iċ-ċirkwit reżonanti li twettaq il-funzjoni kontroll tal-qawwa tal-kamp manjetiku. Huwa possibbli li jikkonnettja diversi reżisturi f'serje jew b'mod parallel, u b'hekk tiżdied ir-reżistenza taċ-ċirkuwitu.

Ir-reżistenza ta 'dan l-element jiddependi wkoll fuq it-temperatura, għalhekk għandha tingħata attenzjoni għall-ħidma tagħha fil-ċirkwit, peress li huwa msaħħan waqt il-passaġġ ta' kurrent.

Ir-reżistenza hija mkejla f'ohms, u l-valur tagħha jista 'jiġi kkalkolat permezz tal-formula:

• R = (p * l) / S, fejn
  p - resister reżistività materjal (imkejla (ohm * ^mm2) / m);
  L - tul tal-reżisturi (f'metri);
  S - żona sezzjonali (f'millimetri kwadri).

Kif jorbtu parametri loop?

Issa għandna joqrob lejn il-fiżika ta 'operazzjoni ta' l-ċirkwit oscillatory. Maż-żmien il-ħlas fuq il-pjanċi kapaċitatur bidliet skond l-ekwazzjoni differenzjali tat-tieni ordni.

Jekk inti issolvi din l-ekwazzjoni, dan jimplika xi formuli interessanti li jiddeskrivu l-proċessi li jseħħu fiċ-ċirkwit. Per eżempju, frekwenza ċikliku jistgħu jiġu espressi f'termini ta 'kapaċitanza u inductance.

Madankollu, il-formula aktar sempliċi li tippermetti l-kalkolu-mhux magħrufa ħafna - Thomson ekwazzjoni (imsemmija wara l-fiżiċista Brittaniċi William Thomson, li daħħlet tagħha fil 1853):

• T = 2 * f * (L * C) ^1/2.
  T - bejn l-oxxillazzjonijiet elettromanjetiċi,
  L u C - għaldaqstant, l-inductance tal-kojl ċirkwit joxxilla u element ċirkwit capacitance,
  n - l pi numru.

fattur kwalità

Hemm kwantità ieħor importanti li jikkaratterizza l-kontorn tal-ħidma - il-fattur ta 'kwalità. Sabiex wieħed jifhem dak li hi, għandek tirreferi għal dan il-proċess bħala reżonanza. Dan il-fenomenu, li fiha l-amplitudni isir il-qawwa massima valur kostanti, li hija appoġġ swing. Reżonanza tista 'tispjega bi eżempju sempliċi: jekk tibda biex timbotta l-swing għall-taħbit tal-frekwenza tagħhom, dawn se jkunu aċċellerati, u "amplitudni" tagħhom se jiżdied. Imma jekk inti ma timbotta l-taħbit, dawn se jrattab. Fil reżonanza, spiss dissipates ħafna enerġija. Sabiex tkun tista 'tikkalkula l-valur ta' telf, aħna ivvintat parametru bħall-fattur ta 'kwalità. Huwa koeffiċjent ugwali għall-proporzjon ta 'enerġija, li jinsabu fis-sistema, għal telfiet li jseħħu matul ċiklu wieħed fiċ-ċirkwit.

Fattur kwalità ċirkwit huwa kkalkulat skond il-formula:

• Q = (w ₀ W *) / P, fejn
  w ₀ - reżonanza frekwenza angolari ta 'oxxillazzjonijiet;
  W - l-enerġija maħżuna fis-sistema jivvibra;
  P - dissipazzjoni ta 'enerġija.

Dan il-parametru - dimensjoni peress attwalment juri l-proporzjon ta 'enerġija: Maħżuna għall minfuqa.

X'inhu l-ċirkwit joxxilla ideali

Għal fehim aħjar tal-proċessi fis-sistema tal-fiżika ħareġ bl-hekk imsejħa ċirkwit joxxilla ideali. Dan huwa mudell matematiku li jirrappreżenta l-ċirkwit bħala sistema ma 'reżistenza żero. Fiha hemm oxxillazzjonijiet armoniku undamped. Dan il-mudell jippermetti li tinkiseb parametri approssimattivi ċirkwit kalkolu formola. Waħda minn dawn il-parametri - l-enerġija totali:

• W = (L * I ²⁾ / 2.

Din is-simplifikazzjoni ħafna jaċċelleraw kalkoli u ħallih jevalwa karatteristiċi ċirkuwiti b'karatteristiċi predeterminata.

Kif taħdem?

joxxilla ċiklu operattiv kollu ċirkwit jistgħu jinqasmu f'żewġ partijiet. Issa se naraw eżattament l-proċessi li jseħħu f'kull parti.

• L-ewwel kapaċitatur fażi pjanċa, iċċarġjata posittivament, jibda jaqdi, tirrendi l-kurrent fiċ-ċirkwit. Wara dan, l-kurrent jmur minn pożittiv għal ħlas negattivi, filwaqt li jgħaddi mill-coil. Konsegwentement, vibrazzjonijiet elettromanjetiċi jseħħu fiċ-ċirkwit. tgħaddi kurrent permezz tal-coil, ma jimxix għat-tieni platt u ħlasijiet li b'mod pożittiv (billi l-ewwel elettrodu, li bħalissa huwa mixi, negattiv mitluba).
• It-tieni fażi iseħħ proċess dirett oppost. Il-kurrent jgħaddi mill-pjanċa pożittiv (li fil-bidu kien negattiv) li negattiva, li jgħaddi mill-ġdid permezz tal-coil. U l-imposti kollha jaqgħu fil-post.

Iċ-ċiklu huwa ripetut sakemm il-kapaċitatur huwa akkużat. F'ċirkwit reżonanti ideali dan il-proċess hija infinita, u t-telf setgħa reali huwa inevitabbli minħabba diversi fatturi: l-tisħin li jseħħ minħabba l-eżistenza tar-reżistenza fl-ċirkwit (sħana Joule), u simili.

Embodiments disinn taċ-ċirkwit

Minbarra l-ċirkwiti sempliċi "il-kojl-kapaċitatur" u "coil-resistor-kapaċitatur", hemm għażliet oħra, bl-użu bħala ċirkuwitu bażi oxxillazzjoni. Dan, per eżempju, ċirkwit paralleli li huwa kkaratterizzat b'mod li hemm ċirkwit element (għaliex kif jeżisti waħdu, ikun ċirkwit serje u li ġie diskuss fl-artikolu).

Hemm ukoll tipi oħra ta 'kostruzzjoni, inklużi d-diversi komponenti elettriċi. Per eżempju, huwa possibbli li jgħaqqdu l-transistor netwerk li se tiftaħ u tagħlaq il-ċirkwit bi frekwenza ugwali għall-frekwenza oxxillazzjoni taċ-ċirkwit. Għalhekk, is-sistema ser tinstalla oxxillazzjonijiet undamped.

Meta l-ċirkwit oxxillazzjoni hija użata?

L-aktar familjari għalina l-użu ta 'komponenti taċ-ċirkwit - huwa Elettrokalamiti. Huma, imbagħad, huma użati fis-sistemi intercom, muturi, sensuri, u f'ħafna oqsma inqas konvenzjonali oħra. applikazzjoni oħra - oxxillatur. Fil-fatt, huwa l-użu taċ-ċirkwit huwa familjari ħafna għalina: f'din il-formola, huwa użat fil-microwave biex joħolqu mewġ fil-komunikazzjoni mobbli u mingħajr fili li jittrażmettu l-informazzjoni fuq distanza. Dan kollu huwa dovut għall-fatt li l-oxxillazzjonijiet tal-mewġ elettromanjetiku jistgħu jiġu kkodifikati b'tali mod li jkun possibbli li tiġi trażmessa informazzjoni fuq distanzi twal.

Induttur innifsu jista 'jintuża bħala element għall-transformer, żewġ rombli bil numru differenti ta' tidwiriet jistgħu jgħaddu l-kamp elettromanjetiku ħlas tagħhom. Imma kif solenojdi karatteristiċi differenti, u l-figuri kurrenti fiż-żewġ ċirkwiti, li huma konnessi mal-żewġ inductance se jvarjaw. Għalhekk, wieħed jista 'jaqleb il-vultaġġ biex kurrent, jiġifieri 220 volt fi kurrent b'vultaġġ ta' 12 volt.

konklużjoni

Aħna dettaljata tal-prinċipju taċ-ċirkwit joxxilla u kull parti separatament. Aħna tgħallimna li l-ċirkwit joxxilla - mezz iddisinjat biex jiġġeneraw mewġ elettromanjetiku. Madankollu, dan huwa biss il-baŜi ta 'l-mekkaniżmi kumplessi ta' dawn, elementi apparentement sempliċi. Tgħallem aktar dwar il-intricacies tal-ċirkwit u l-komponenti tiegħu jistgħu jiġu minn litteratura speċjalizzata.