Rezonansas stresas. Kas rezonanso grandinės

Rezonansas yra vienas iš labiausiai paplitusių gamtoje, fizinius reiškinius. Iš reiškinys rezonanso galima pastebėti mechaninių, elektrinių ir net šiluminių sistemų. Be rezonanso, mes neturėjome radiją, televiziją, muziką ir net sūpuoklės žaidimų aikštelėje, jau nekalbant apie veiksmingas diagnostikos sistemų, naudojamų šiuolaikinėje medicinoje. Vienas iš įdomiausių ir naudingų tipų rezonanso grandinės yra rezonanso įtampa.

Rezonansinio kontūro elementai

Rezonanso gali pasireikšti vadinamųjų RLC jungimo būdas, apimantis tokias komponentai:

• R - rezistoriai. Šie įrenginiai, susiję su vadinamųjų veikliųjų elementų elektros grandinė, elektros energijos virsta šiluma. Kitaip tariant, jie pašalinti galios nuo grandinės ir konvertuoti jį į šilumą.
• L - induktyvumas. Indukcinės taip pat elektros grandinėms - analogas masės arba inercijos mechaninių sistemų. Šis komponentas nėra labai pastebimas grandine, kol jūs bandote daryti jokių pakeitimų. Mechanikoje, pavyzdžiui, toks pokytis yra per greičio pokytis. Elektros grandinę - dabartinis kaita. Jei jis už atsiranda tam tikrų priežasčių, induktyvumas neutralizuoja tokio jungimo režimo kaitą.
• C - skyrimas kondensatorių, kurie yra įtaisai, kurie saugo elektros energiją, kaip pavasarį išsaugoti mechaninę energiją. Induktyvumas koncentratai ir parduotuvės magnetinį energijos, o kondensatorius mokestis koncentratai ir tokiu būdu saugo elektros energiją.

Rezonansinio kontūro koncepcija

Pagrindiniai elementai yra rezonansinis kontūras induktyvumą (L) ir talpos (C). Rezistorius turi tendenciją slopinimo svyravimų, todėl pašalina galios nuo grandinės. Nagrinėjant vykstančius procesus rezonansinis kontūras, mes laikinai ignoruoti, bet reikia nepamiršti, kad, kaip ir trintis mechaninių sistemų jėga, elektros varža grandines negali būti pašalintas.

Iš rezonanso įtampų ir srovių rezonansas

Priklausomai nuo jungiantis pagrindinius elementus rezonanso grandinės gali būti serijos ir lygiagrečiai metodu. Jungdami serijos rezonansinę grandinę prie įtampos šaltinio signalo dažnio sutampa su natūraliu dažniu, esant tam tikroms sąlygoms, iškyla streso atsaką. Sumažinti elektros grandinės prijungtas lygiagrečiai su reaktyviosios elementų, vadinamų rezonanso srovės rezonanso.

Natūralus dažnis rezonansinis kontūras

Mes gali sukelti sistema virpėti natūraliu dažniu. Norėdami tai padaryti, pirmiausia turite įkrauti kondensatorių, kaip parodyta viršutiniame paveikslėlyje kairėje. Kai tai bus padaryta, svarbiausia yra perkeliama į parodytą padėtį toje pačioje figūra dešinėje.

Tuo metu "0", visos elektros energijos saugomi kondensatorius, o į jungimo srovė yra lygi nuliui (pav žemiau). Atkreipkite dėmesį, kad viršutinė plokštė iš kondensatorius yra teigiamai įkrautas, o apatinė - neigiamai. Mes negalime pamatyti elektronų virpesių kontūre, bet mes galime išmatuoti esamą ampermetrą, ir su osciloskopu atsekti dabartinių kartų priklausomybę. Atkreipkite dėmesį, kad T mūsų grafiką - laiką jis turėjo užbaigti vieną virpesių turint elektros inžinerijos vadinamas "dvejonių laikotarpis."

Dabartinių srautų pagal laikrodžio rodyklę (žr pav žemiau). Energija yra perduodama iš kondensatoriaus į induktoriaus. Iš pirmo žvilgsnio tai gali atrodyti keista, kad induktyvumas suteikia energijos, bet ji yra panaši į kinetinę energiją esančio judančio masės.

Energijos srautas yra grąžinamas į kondensatorių, tačiau atkreipkite dėmesį, kad kondensatorius poliškumas jau pasikeitė. Kitaip tariant, apatinė plokštė dabar turi teigiamą krūvį ir viršutinę plokštelę - neigiamą krūvį (toliau paveikslą).

Sistema dabar yra visiškai skirtas, ir energijos pradeda tekėti iš kondensatoriaus atgal į induktyvumo (žr pav žemiau). Kaip rezultatas, energija yra visiškai atgal į savo išeities tašką ir yra pasirengusi pradėti ciklą iš naujo.

Virpesių dažnis gali būti suderintos taip:

• F = 1 / 2π (LC) ^0,5,

čia: F - dažnis, L - induktyvumas, C - talpa.

Laikomas šiame pavyzdyje, procesas atspindi fizinę esmę įtampos rezonansą.

Tyrimas įtampos rezonanso

Realiomis LC grandines visada yra šiek tiek atsparumas, kuris mažėja su kiekvienu ciklo padidinti srovės amplitudės. Po kelių ciklų, srovė yra sumažinamas iki nulio. Šis efektas vadinamas "slopinimo sinusoidės signalo". Iš dabartinės slopinimo koeficientas iki nulio priklauso nuo į grandinę pasipriešinimą. Tačiau pasipriešinimas neturi keisti rezonanso grandinės virpesių dažnį. Jei varža yra pakankamai didelis, sinusine virpesiai nebus išvis į kilpą.

Akivaizdu, kad ten, kur yra natūrali dažnis virpesių gali rezonanso sužadinimo procesą. Mes tai padaryti įskaitant Daisy grandinės elektros energijos tiekimo kintamosios srovės (AC), kaip parodyta kairėje pusėje. Terminas "kintamasis" rodo, kad šaltinis išėjimo įtampa priklauso nuo tam tikru dažniu. Jei maitinimo šaltinis dažnis sutampa su natūraliu dažniu grandinės, įtampos rezonanso kyla.

Sąlygos atsiradimo

Dabar mes manome, atsiradimo įtampos rezonansą sąlygas. Kaip parodyta paskutiniame paveikslėlyje, grįžome į į grandinę rezistorius. Neišskiriant srovės kilpą į rezonansinis kontūras rezistorius bus padidinti iki didžiausios vertės, kurią nustato grandinės elementas parametrus ir elektros energijos tiekimo. Padidinus iš rezonanso grandinės rezistorius varža padidėja polinkis į srovės grandinės slopinimas, tačiau neturi įtakos rezonansinių vibracijų dažnį. Paprastai, įtampos rezonanso režimas neturi kilti, jei rezonansinės grandinės varža atitinka R = 2 (L / C) ^0,5.

Naudojant rezonanso įtampą, radijo perdavimo

Įtampa rezonanso reiškinys yra ne tik fizinis smalsu reiškinys. Ji vaidina svarbų vaidmenį bevielio ryšio technologijų - radijo, televizijos, mobiliojo ryšio telefonija. Siųstuvai naudojami bevielio perdavimo informacijos nebūtinai yra schema rezonuoti tam tikru dažniu kiekvienam įrenginiui vadinamas nešlio dažnis. Naudojant siuntimo antenos prijungtas prie siųstuvo, jis skleidžia elektromagnetines bangas, tuo nešlio dažnis.

Antena kitame galiniame siųstuvo-imtuvo neduodamas gauna signalą ir jį pristato priimančios grandinės, skirtos rezonuoti nešiklio dažnį. Akivaizdu, kad antena gauna signalus pliuralizmą įvairiais dažniais, jau nekalbant apie foninį triukšmą. Dėl to, kad buvimo priimančio įrenginio įjungęs nešiklio dažnio rezonansinis kontūras, imtuvas pasirenka tik teisingą dažnį, išfiltruodami visas nereikalingas.

Po aptikti amplitudės moduliacija (AM) radijas, skirta žemo dažnio signalas (šiuo klausimu LF) yra stiprinama ir šeriami garso gaminti įrenginį. Tai paprasčiausias radijas yra labai jautrūs triukšmo ir trikdžių.

Pagerinti išsivysčiusių gautos informacijos kokybę ir sėkmingai naudojami kiti, daugiau pažangių būdų radijo perdavimo, kuris taip pat remiantis dėl suderintų rezonansinių sistemų naudojimo.

Dažnio moduliavimas ir FM radijo išsprendžia daugelį problemų, susijusių su radijo siųstuvais amplitudė moduliuojama signalas, bet tuo reikšmingos sudėtingumo perdavimo sistemos sąnaudas. FM radijas sistemos skleidžiami garsai elektroniniu takų paverčiamos mažais pokyčiais nešlio dažnis. Įrangos, kuri atlieka šią konversiją yra vadinamas "moduliatorius" naudojamas su siųstuvu.

Taigi, imtuvas turi būti įtraukta į demoduliavimą konvertuoti signalą atgal į formą, kuri gali būti atgaminti per garsiakalbį.

Kiti pavyzdžiai naudoti įtampos rezonansą

Rezonanso įtampos kaip pagrindinis principas taip pat yra įtrauktas į daugelio filtrų grandinę, yra plačiai naudojami elektros inžinerijos pašalinti kenksmingų nepageidaujamų signalų ir švelninamasis pulsavimą kuriantį sinusinės signalus.