Oscillating Circuit - yi ni ... Awọn opo ti awọn isẹ

Oscillating Circuit - ẹrọ kan fun ti o npese (ṣiṣẹda) ti itanna oscillations. Lati awọn oniwe-ibẹrẹ si awọn bayi ọjọ ti o ti lo ni ọpọlọpọ awọn ijinle sayensi ati imo agbegbe orisirisi lati ojoojumọ aye to tobi factories producing gan yatọ si awọn ọja.

Kí ni o ni?

Awọn oscillation Circuit pẹlu a okun ati ki o kan kapasito. Ni afikun, nibẹ ni o le tun jẹ bayi resistor (ayípadà resistance ano). An inductor (tabi solenoid, bi o ti wa ni ma npe) ni a ọpá lori eyi ti windings ti wa ni egbo orisirisi awọn fẹlẹfẹlẹ, eyi ti gbogbo wa ni a Ejò okun waya. O ti wa ni yi ano ṣẹda oscillations ni oscillatory Circuit. A bar, be ni aarin, igba ti a npe choke, tabi mojuto, ati awọn okun ti wa ni ma npe ni a solenoid.

oscillating Circuit okun ṣẹda oscillations nikan ti o ba Ipamọ idiyele. Nigba ti ran a ti isiyi nipasẹ o, o accumulates a idiyele eyi ti lẹhinna fun awọn Circuit nigbati awọn foliteji silė.

okun onirin gbogbo ni a gidigidi kekere resistance, eyi ti nigbagbogbo maa ibakan. Awọn oscillation Circuit Circuit igba waye ayipada ninu foliteji ati amperage. Yi ayipada jẹ koko ọrọ si awọn ofin mathematiki:

• U = U ₀ * nitori (w * (TT _0), ibi ti
  U - foliteji ni akoko t,
  U ₀ - foliteji ni akoko t _0,
  w - igbohunsafẹfẹ ti itanna oscillations.

Miran ti awọn ibaraẹnisọrọ ẹyaapakankan fun awọn Circuit jẹ ẹya itanna kapasito. Yi ano oriširiši meji farahan ti o ti wa ni niya nipa kan aisi-itanna. Awọn sisanra ti awọn Layer laarin awọn amọna jẹ kere ju won iwọn. Yi oniru faye gba lati accumulate on-insulator ina idiyele, eyi ti o le ki o si fi si awọn Circuit.

Ko kapasito batiri ni pe nibẹ ni ko si iyipada oludoti nipasẹ awọn ina ti isiyi, ati nibẹ ni a taara ikojọpọ ti idiyele ni ohun ina oko. Bayi, nipasẹ awọn kapasito le jẹ tobi to lati accumulate awọn idiyele, eyi ti o le wa fun gbogbo ni ẹẹkan. Ninu apere yi, awọn lọwọlọwọ ninu awọn Circuit ti wa ni gidigidi pọ.

Bakannaa, awọn oscillation Circuit ni ṣe soke ti ọkan diẹ ano: a resistor. Yi ano ni o ni a resistance ati fun akoso awọn ti isiyi ati foliteji ninu awọn Circuit. Ti o ba ti ni kan ibakan foliteji lati mu resistance ti awọn resistor, ti isiyi yoo dinku nipa Ohm ká ofin:

• Mo = U / R, ibi ti
  Mo - lọwọlọwọ,
  U - foliteji,
  R - resistance.

inductor

Jẹ ká ya a jo wo ni gbogbo awọn alaye ti awọn inductor ati awọn ti o dara yoo ye awọn oniwe-iṣẹ ni resonant Circuit. Bi awa ti wi, awọn resistance ti yi ano duro lati odo. Bayi, nigba ti a ti sopọ si a DC Circuit yoo waye kukuru-batiri ni. Sibẹsibẹ, ti o ba ti okun ti a ti sopọ si awọn AC Circuit, ti o ṣiṣẹ ti tọ. Eleyi nyorisi si pinnu wipe ni ano ni o ni a resistance to alternating lọwọlọwọ.

Sugbon idi ni yi niro ati bi resistance waye nigbati ohun alternating lọwọlọwọ? Lati dahun ibeere yi ti a nilo lati tan si awọn lasan ti ara-inductance. Pẹlu awọn aye ti awọn okun isiyi ni o wa nibẹ ni ohun electromotive agbara (EMF), eyi ti o ṣẹda ohun idiwọ si ti isiyi ayipada. Awọn bii ti yi agbara da lori meji ifosiwewe: awọn okun ti isiyi ati awọn itọsẹ pẹlu ọwọ si akoko. Mathematiki, yi gbára ti wa ni kosile nipa idogba:

• E = -L * Mo '(t), ibi ti
  E - EMF,
  L - inductance iye ti awọn okun (fun kọọkan okun ti o yatọ si ki o si da lori awọn nọmba ti awọn windings ti awọn coils ati awọn won sisanra)
  Mo '(t) - akoko itọsẹ ti isiyi (lọwọlọwọ ayipada oṣuwọn).

DC agbara lori akoko ti wa ni ko yi pada, ki awọn oniwe-resistance nigba ti fara si dide.

Sugbon ni AC gbogbo awọn oniwe-sile wa ni nigbagbogbo iyipada ni a sinusoidal tabi cosine ofin, nfa electromotive agbara, eyi ti idilọwọ awọn awọn ayipada. Iru resistance ni a npe ni fifa irọbi ati iṣiro nipasẹ awọn agbekalẹ:

• X _L = w * _L, ibi ti
  w - igbohunsafẹfẹ oscillation Circuit,
  L - inductance ti awọn okun.

Awọn lọwọlọwọ kikankikan ni solenoid linearly mu ati ki o dinku ni ibamu si yatọ si ofin. Eleyi tumo si wipe ti o ba ti o ba da ni sisan ti isiyi ninu awọn okun, o yoo tesiwaju fun awọn akoko lati fi fun awọn idiyele ni Circuit. Ati ti o ba yi abruptly da gbigbi sisan ti isiyi, nibẹ ni yoo wa ni shot lati ni o daju wipe idiyele yoo gbiyanju lati gba jade ki o si wa ni pin okun. Eleyi jẹ - kan pataki isoro ni ise gbóògì. Yi ipa (biotilejepe ko šee igbọkanle jẹmọ si oscillation Circuit) le ti wa ni šakiyesi, fun apẹẹrẹ, nigba ti yọ awọn plug lati iho. Ninu apere yi skips awọn sipaki ti o lori iru a asekale le ko ipalara a eniyan. O ti wa ni nitori si ni otitọ wipe awọn se aaye ko ni ko farasin lẹsẹkẹsẹ, sugbon maa dissipated, inducing sisan ni awọn conductors. Ninu ohun ise asekale ti isiyi agbara ni ọpọlọpọ igba o tobi ju wa ibùgbé 220 volts, ki awọn interruption ni isejade pq le fa Sparks iru kan agbara ti yoo fa a pupo ti ipalara si mejeji awọn ohun ọgbin ati awọn eniyan.

Okun - ni ipile ti ti lati ti awọn oscillation Circuit jẹ. Inductor to wa solenoids sequentially fi kun. Next, a ya a jo wo ni gbogbo awọn alaye ti awọn be ti ti ano.

Kini ni inductance?

Inductance okun oscillating Circuit - jẹ ẹya ẹni kọọkan paramita ti o jẹ numerically dogba si awọn electromotive agbara (ni volts), eyi ti o waye ni a Circuit nigba ti isiyi iyipada ti 1 A fun 1 keji. Ti o ba ti solenoid ti sopọ si a DC Circuit, awọn oniwe-inductance apejuwe awọn agbara ti a se aaye, eyi ti o ti da nipa yi lọwọlọwọ nipa awọn agbekalẹ:

• W = (L * Mo ²⁾ / 2, ni ibi ti
  W - awọn se aaye agbara.

inductance olùsọdipúpọ da lori ọpọlọpọ awọn okunfa: awọn geometry ti awọn solenoid, awọn se abuda kan ti awọn mojuto ati ti awọn nọmba ti coils ti waya. Miran ti ẹya-ara ti yi Atọka ni wipe o jẹ nigbagbogbo rere, nitori awọn oniyipada lori eyi ti o da, ko le jẹ odi.

Awọn inductance le tun ti wa telẹ bi a ini ti a adaorin pẹlu kan lọwọlọwọ itaja agbara ni a se aaye. O ti wa ni won ni Henry (a npè ni lẹhin ti awọn American ọmowé Dzhozefa Genri).

Pẹlupẹlu solenoid oscillation Circuit oriširiši ti a kapasito, eyi ti yoo wa ni sísọ ti a.

ina kapasito

Capacitance ni nipasẹ awọn oscillator Circuit capacitance itanna kapasito. Awọn oniwe-irisi ti a ti kọ loke. Bayi jẹ ki wadi awọn fisiksi ti awọn ilana ti o waye ni o.

Niwon awọn kapasito farahan wa ni ṣe ti a adaorin, ki o si le ṣàn ina lọwọlọwọ. Sibẹsibẹ, laarin awọn meji sii farahan ni idiwọ. Insulator (ti won le wa ni air, igi tabi awọn miiran awọn ohun elo ti pẹlu ga resistance Nitori si ni otitọ wipe idiyele ko le gbe lati opin awọn waya si awọn miiran, nibẹ jẹ ẹya ikojọpọ o si kapasito farahan bayi mu ki awọn se ati ina agbara. aaye ni ayika o. Bayi, ni ifopinsi ti idiyele nti gbogbo ina akojo lori awọn farahan, bẹrẹ lati wa ni zqwq si awọn Circuit.

Kọọkan kapasito ni o ni a won won foliteji, ti aipe fun awọn oniwe-isẹ. Ti o ba gun lati lo nilokulo awọn ano ni a foliteji o ga ju awọn ipin, awọn s'aiye ti wa ni gidigidi dinku. Awọn kapasito ti awọn oscillatory Circuit ni nigbagbogbo fowo nipa sisan ati nitorina, nigbati a ti yan yẹ ki o wa gidigidi ṣọra.

Ni afikun si awon capacitors, eyi ti won sísọ, nibẹ ni o wa tun ina ė Layer capacitors. Eleyi jẹ a eka sii ano: o le ti wa ni apejuwe bi a agbelebu laarin kan batiri ati ki o kan kapasito. Ojo melo, awọn aisi-itanna ni ina ė Layer capacitors ni o wa Organic oludoti, laarin eyi ti jẹ ẹya electrolyte. Papo nwọn ṣẹda ohun ina ė Layer, eyi ti o gba lati accumulate ni yi oniru ni igba diẹ agbara ju a mora kapasito.

Ohun ti o jẹ awọn agbara ti a kapasito?

Capacitance ti awọn kapasito ni awọn ipin ti awọn kapasito idiyele to a foliteji ni eyi ti o ti wa ni be. Iṣiro yi le jẹ gidigidi o rọrun pẹlu iranlọwọ ti awọn a mathematiki agbekalẹ:

• C = (e ₀ * S) / d, ibi ti
  e ₀ - aisi-itanna ibakan ti awọn aisi-itanna ohun elo (tabular iye)
  S - agbegbe ti awọn kapasito farahan,
  d - awọn aaye laarin awọn farahan.

Awọn gbára ti awọn capacitance ti awọn kapasito lori awọn aaye laarin awọn amọna wa ni salaye nipa awọn lasan ti electrostatic fifa irọbi jẹ kere ju awọn aaye laarin awọn sii farahan, awọn diẹ ti wọn ti ni ipa kọọkan miiran (coulomb), ti o tobi ni idiyele amọna ati ki o kere wahala. Ati nigbati awọn foliteji iye ti awọn agbara posi, niwon o le tun ti wa ni ṣàpèjúwe nipasẹ awọn wọnyi agbekalẹ:

• C = q / U, ibi ti
  q - awọn idiyele ni coulombs.

O ti wa ni lati soro nipa awọn sipo ti wiwọn ti yi opoiye. Capacitance ni won ni farads. 1 farad - to tobi iye, ki tẹlẹ capacitors (ko supercapacitors) ti a capacitance won ni picofarads (ọkan trillionth farad).

resistor

Awọn lọwọlọwọ ninu awọn resonant Circuit tun da lori resistance ti awọn Circuit. Ati Yato si awọn meji apejuwe eroja ti o ṣe soke ohun oscillating Circuit (okun, kapasito), nibẹ ni a kẹta - a resistor. O si jẹ lodidi fun ṣiṣẹda fa. Resistor yato si lati miiran eroja ni wipe o ni kan to ga resistance, eyi ti le wa orisirisi ni diẹ ninu awọn si dede. Awọn resonant Circuit ti o performs agbara iṣakoso iṣẹ ti awọn se aaye. O jẹ ṣee ṣe lati so orisirisi resistors ni jara tabi ni afiwe, nitorina jijẹ resistance ti awọn Circuit.

Awọn resistance ti yi ano tun da lori otutu, ki itoju yẹ ki o wa ni ya si awọn oniwe-ise ni awọn Circuit, niwon o ti wa ni kikan nigba ti aye ti isiyi.

Awọn resistance ni won ni ohms, ati awọn oniwe-iye le ti wa ni iṣiro lilo awọn agbekalẹ:

• R = (p * l) / S, ni ibi ti
  p - awọn ohun elo ti resistivity resistor (won ni (Ohm * mm ²⁾ / m);
  l - ipari ti awọn resistors (ni mita);
  S - lesese agbegbe (ni square millimeters).

Bawo ni lati di a lupu sile?

Bayi a ti wá sunmo si fisiksi ti isẹ ti awọn oscillatory Circuit. Lori akoko awọn idiyele lori kapasito farahan ayipada ni ibamu si awọn keji-aṣẹ iyato idogba.

Ti o ba yanju yi idogba, o tumo si diẹ ninu awọn awon fomula apejuwe awọn ilana ti o waye ni awọn Circuit. Fun apẹẹrẹ, a salayipo igbohunsafẹfẹ le ti wa ni kosile ni awọn ofin ti capacitance ati inductance.

Sibẹsibẹ, awọn julọ rọrun agbekalẹ ti o fun laaye lati ṣe iṣiro awọn ọpọlọpọ awọn unknowns - Thomson idogba (a npè ni lẹhin ti awọn British physicist William Thomson, ti o mu u ni 1853):

• T = 2 * f * (L * C) ^1/2.
  T - laarin awọn itanna oscillations,
  L ati C - accordingly, awọn inductance ti awọn oscillating Circuit okun ati ki o kan capacitance Circuit ano,
  n - awọn nọmba pi.

didara ifosiwewe

Nibẹ ni miran pataki opoiye characterizing awọn elegbegbe ti awọn ise - awọn didara ifosiwewe. Ni ibere lati ni oye ohun ti o jẹ, o yẹ ki o tọkasi lati yi ilana bi a àbájade. Yi lasan, ninu eyi ti awọn titobi di awọn ti o pọju agbara ni a ibakan iye, ti o jẹ a golifu support. Àbájade le se alaye pẹlu kan ti o rọrun apẹẹrẹ: ti o ba ti o ba bẹrẹ lati ti awọn golifu si lu ti won igbohunsafẹfẹ, ti won yoo wa ni onikiakia, ati wọn "titobi" yoo se alekun. Ṣugbọn ti o ba ti o ko ba Titari awọn fẹrẹẹ, won yoo fa fifalẹ. Ni àbájade, igba dissipates a pupo ti agbara. Ni ibere lati wa ni anfani lati ṣe iṣiro iye ti isonu, a se a paramita bi awọn didara ifosiwewe. O ti wa ni a olùsọdipúpọ dogba si awọn ipin ti agbara, be ni awọn eto, to adanu sẹlẹ ni nigba kan ọmọ ni awọn Circuit.

Circuit didara ifosiwewe ti wa ni iṣiro ni ibamu si awọn agbekalẹ:

• Q = (w ₀ * W) / P, ibi ti
  w ₀ - àbájade angula igbohunsafẹfẹ ti oscillations;
  W - awọn agbara ti fipamọ ni awọn titaniji eto;
  P - agbara wọbia.

Yi paramita - dimensionless niwon kosi fihan ni agbara ratio: Ipamọ fun lo.

Ohun ti o bojumu oscillating Circuit

Fun kan ti o dara oye ti awọn ilana ninu awọn eto ti fisiksi wá soke pẹlu awọn ki-npe ni bojumu oscillating Circuit. Eleyi jẹ a mathematiki awoṣe nsoju awọn Circuit bi a eto pẹlu odo resistance. Ni o nibẹ ni o wa undamped ti irẹpọ oscillations. Awoṣe yi faye gba lati gba ohun to agbekalẹ isiro Circuit sile. Ọkan ninu awọn wọnyi sile - lapapọ agbara:

• W = (L * Mo ²⁾ / 2.

Iru simplification gidigidi yara se isiro ati ki o gba lati akojopo Circuit abuda pẹlu tito abuda.

Bawo ni o ṣiṣẹ?

Gbogbo oscillating Circuit ọna ọmọ le ti wa ni pin si meji awọn ẹya ara. Bayi a yoo ri gangan awọn ilana mu ibi ni gbogbo ara.

• Ni igba akọkọ ti alakoso awo kapasito, agbara daadaa, bẹrẹ si ni ṣe iṣẹ, Rendering awọn lọwọlọwọ ninu awọn Circuit. Ni aaye yi, ti isiyi lọ lati a rere to a odi idiyele, nigba ti ran nipasẹ awọn okun. Nitori naa, ti itanna vibrations waye ni Circuit. Lọwọlọwọ gbako.leyin nipasẹ awọn okun, o rare si a keji awo ati agbara idiyele ti o daadaa (da awọn akọkọ elekiturodu, eyi ti o lọwọlọwọ ti wa ni rìn, ni odi agbara).
• Awọn keji alakoso gba to gbe taara idakeji ilana. Awọn ti isiyi koja lati rere awo (eyi ti o ni àtetekọṣe li odi) si odi, ran lẹẹkansi nipasẹ awọn okun. Ati gbogbo awọn owo ti kuna sinu ibi.

Awọn ọmọ ti wa ni tun bi gun bi awọn kapasito idiyele ti wa ni. Ninu ohun bojumu resonant Circuit yi ilana ti wa ni ailopin, ati awọn gidi agbara pipadanu jẹ eyiti ko nitori lati orisirisi awon okunfa: awọn alapapo ti o waye nitori awọn aye ti awọn resistance ninu awọn Circuit (Joule ooru), ati bi.

Embodiments Circuit design

Ni afikun si rọrun iyika "awọn okun-kapasito" ati "okun-resistor-kapasito", nibẹ ni o wa awọn aṣayan miiran, lilo bi a igba oscillation Circuit. Eleyi, fun apẹẹrẹ, a si iru Circuit eyi ti o ti characterized ni wipe nibẹ jẹ ẹya ano Circuit (nitori bi o ti wa nikan, o yoo jẹ a jara Circuit ati ti eyi ti a ti jíròrò ni article).

Nibẹ ni o wa tun miiran orisi ti ikole, pẹlu awọn orisirisi itanna irinše. Fun apẹẹrẹ, o jẹ ṣee ṣe lati sopọ si nẹtiwọki ẹrọ itanna kekere eyi ti yoo ṣii ki o si pa awọn Circuit pẹlu kan igbohunsafẹfẹ dogba si awọn oscillation igbohunsafẹfẹ ti awọn Circuit. Bayi, awọn eto yoo fi undamped oscillations.

Ibi ti awọn oscillation Circuit ti lo?

Awọn julọ faramọ si wa awọn lilo ti irinše ti awọn Circuit - o electromagnets. Nwọn, ni Tan, ti wa ni lo ni intercom ọna šiše, Motors, sensosi, ati ọpọlọpọ awọn miiran kere mora agbegbe. Miran ti ohun elo - oscillator. Ni pato, o jẹ awọn lilo ti awọn Circuit jẹ gidigidi faramọ si wa: ni yi fọọmu, o ti wa ni lo ninu awọn makirowefu lati ṣẹda igbi ninu awọn mobile ati alailowaya ibaraẹnisọrọ to atagba alaye lori a ijinna. Gbogbo eyi ni nitori si ni otitọ wipe awọn oscillations ti awọn ti itanna igbi le wa ni ti yipada ni iru kan ona ti o yoo jẹ ṣee ṣe lati atagba alaye lori gun ijinna.

Inductor ara le ṣee lo bi ohun ano fun awọn Amunawa, meji coils pẹlu orisirisi nọmba ti windings le ṣe nipasẹ awọn itanna oko wọn idiyele. Sugbon bi solenoids abuda yato, ati lọwọlọwọ isiro ninu awọn meji iyika, eyi ti wa ni ti sopọ si awọn meji inductance yoo si yato. Bayi, ọkan le se iyipada foliteji si lọwọlọwọ, sọ 220 volts ni isiyi pẹlu kan foliteji ti 12 volts.

ipari

A alaye awọn opo ti awọn oscillating Circuit ati kọọkan apakan lọtọ. A kẹkọọ pé oscillating Circuit - ẹrọ kan še lati se ina ti itanna igbi. Sibẹsibẹ, yi jẹ nikan ni ibere ti awọn eka isiseero ti awọn wọnyi, dabi ẹnipe o rọrun eroja. Mọ diẹ ẹ sii nipa awọn intricacies ti awọn Circuit ati awọn oniwe-irinše le wa ni lati specialized litireso.