Oscillating միացում, - այս ... Սկզբունքը շահագործման

Oscillating միացում մի սարք արտադրող (ստեղծման) էլեկտրամագնիսական տատանումների: Հիմնադրման պահից ի վեր մինչեւ այսօր այն օգտագործվում է բազմաթիվ գիտական եւ տեխնոլոգիական ոլորտներում `սկսած ամենօրյա կյանքում խոշոր գործարաններում արտադրող շատ տարբեր ապրանքներ:

Ինչում է դա բաղկացած է.

Որ տատանում միացում ներառում է մի կծիկ եւ capacitor. Ի լրումն, բայց կարող է նաեւ լինել ներկա resistor (փոփոխական դիմադրություն տարր). An ինդուկտոր (կամ solenoid, քանի որ այն երբեմն կոչվում) հանդիսանում է գաւազանը, որի վրա windings են վերքը մի քանի շերտեր, որոնք, ընդհանուր առմամբ, պղինձ մետաղալար. Դա այս տարրը ստեղծում oscillations է oscillatory միացում մի ստեղծեք: Բար, որը գտնվում է մեջտեղում, հաճախ կոչվում choke, կամ առանցքը, եւ կծիկ երբեմն կոչվում է solenoid:

oscillating միացում կծիկ ստեղծում oscillations միայն եթե պահվում մեղադրանքը: Երբ անցնում է ընթացիկ միջոցով դրան, այն կուտակում է վճար, որի այնուհետեւ տալիս է միացում, երբ լարման կաթիլներ:

կծիկ լարերը, ընդհանուր առմամբ, պետք է մի շատ ցածր դիմադրություն, որը միշտ մնում է անփոփոխ: Որ տատանում միացում միացում հաճախ տեղի է ունենում փոփոխություն լարման եւ amperage. Այս փոփոխությունը ենթակա է որոշակի մաթեմատիկական օրենքներով:

• U = U ₀ *, cos (W * (tt _0), որտեղ
  U - լարման այդ ժամանակ t,
  U ₀ - Միջին լարման t ժամանակում _0,
  իգ - հաճախականության էլեկտրամագնիսական տատանումների.

Մեկ այլ կարեւոր բաղադրիչ է միացում, էլեկտրական capacitor: Այս տարրը բաղկացած է երկու սալերի, որոնք առանձնացված են Դիէլեկտրիկ: The հաստությունը է շերտի միջեւ էլեկտրոդի է ավելի քիչ, քան իրենց չափերով: Այս նախագծում թույլ է տալիս կուտակել օն-մեկուսիչ էլեկտրական լիցք, որը դուք կարող եք, ապա ուղարկել միացում մի ստեղծեք:

Ի տարբերություն capacitor մարտկոց է, որ չկա դարձի նյութերի կողմից էլեկտրական հոսանքի, եւ կա մի ուղղակի կուտակում պատասխանատու է էլեկտրական դաշտում. Այսպիսով, միջոցով կոնդենսատորը կարող է մեծ բավական է կուտակել մեղադրանքը, որը կարող է տրվել բոլորը միանգամից. Այս դեպքում, ներկայիս Հայաստանի Հանրապետության միացում մեծապես աճել է.

Բացի այդ, տատանում միացում է, կազմել է մեկ լրացուցիչ տարր ա resistor: Այս տարրը ունի դիմադրությունը եւ վերահսկման ներկայիս եւ լարման է միացում մի ստեղծեք: Եթե անընդհատ լարման ավելացման դիմադրության resistor, ներկայիս կնվազի օհմ օրենքի:

• Ես = U / R, որտեղ
  I - ընթացիկ,
  U - լարման,
  R - դիմադրություն.

ինդուկտոր

Եկեք ավելի սերտ նայում բոլոր մանրամասներին, որ ինդուկտոր եւ ավելի լավ հասկանում է իր գործառույթը է հնչող միացում մի ստեղծեք: Քանի որ մենք արդեն ասել է, որ դիմադրությունը այս տարրի հակված է զրոյի: Այսպիսով, երբ միացված է Վաշինգտոնում միացում, որ տեղի են ունենում կարճ միացում: Սակայն, եթե կծիկ միացված է AC միացում, այն աշխատում է ճիշտ: Սա հանգեցնում է այն եզրակացության, որ տարրը ունի դիմադրություն ընդմիջվող ընթացիկ.

Բայց ինչու է դա տեղի ունենում, եւ, ինչպես դիմադրություն տեղի է ունենում այն ժամանակ, երբ ընդմիջվող ընթացիկ? Այս հարցին պատասխանելու համար մենք պետք է դիմել երեւույթի ինքնորոշման inductance: Հետ ընդունումից կծիկ գործող կա մի electromotive ուժ (EMF), որը ստեղծում է խոչընդոտ ընթացիկ փոփոխությունների: Չափը այս ուժի կախված է երկու պատճառներով. Կծիկ ընթացիկ եւ ածանցյալ նկատմամբ ժամանակին: Մաթեմատիկորեն, այս կախվածությունը արտահայտվում է հետեւյալ հավասարման մեջ.

• E = -L * I '(t), որտեղ
  E - EMF,
  L - ինդուկտիվությունը արժեքը կծիկ (յուրաքանչյուր կծիկ է տարբեր է եւ կախված է մի շարք windings է դիզելային վառելիքով աշխատող եւ դրանց հաստությունը)
  Ես (t) - ժամանակի ածանցյալ ընթացիկ (ներկայիս փոխելու տոկոսադրույքը):

DC Power ժամանակի ընթացքում չի փոխվել, ուստի նրա դիմադրության, երբ ենթարկվում են առաջանում:

Բայց ժամը AC իր բոլոր պարամետրերը, որոնք անընդհատ փոխվում են սինուսոիդային կամ կոսինուսն օրենքի, պատճառելով electromotive ուժ, որը կանխում է այդ փոփոխությունները: Այդպիսի դիմադրություն կոչվում զորակոչի եւ հաշվարկվում է հետեւյալ բանաձեւով,

• X _L = W * _L, որտեղ
  իգ - հաճախականությունը տատանում միացում,
  L - ինդուկտիվությունը է կծիկ:

Ներկայիս ուժգնությունը solenoid գծային մեծացնում եւ նվազում ըստ տարբեր օրենքներով: Սա նշանակում է, որ եթե դուք դադարեցնել հոսքը հոսանքը կծիկ, այն շարունակվում է, որոշ ժամանակ տալ մեղադրանքը միացում մի ստեղծեք: Եւ եթե դա կտրուկ ընդհատել հոսքը ընթացիկ, կլինեն կրակել է այն փաստը, որ այդ մեղադրանքը կփորձի դուրս գալ եւ բաշխվելու կծիկ: Սա մի լուրջ խնդիր է արդյունաբերական արտադրության. Այս ազդեցությունը (թեեւ ոչ ամբողջությամբ կապված է oscillation միացում) կարելի է դիտարկել, օրինակ, երբ հանելուց խրոցը է վարդակից: Այս դեպքում բաց է թողնում կայծ, որ նման մասշտաբի չի կարող վնասել է մարդուն: Դա պայմանավորված է նրանով, որ մագնիսական դաշտը չի անհետանում անմիջապես, բայց աստիճանաբար փարատված, inducing հոսանքների այլ դիրիժորների հետ: Ի արդյունաբերական մասշտաբներով ներկայիս ուժը շատ անգամ ավելի մեծ է, քան մեր սովորական 220 վոլտ, այնպես որ ընդհատում է արտադրական շղթայի կարող է առաջացնել SPARKS նման ուժ, որը կառաջացնի մեծ վնաս է, թե գործարանի եւ մարդու:

Coil - հիմքն է, որ, որի տատանումը միացում. Ինդուկտոր ներառված սոլենոիդներ հերթականությամբ հավելել է. Հաջորդը, մենք վերցնել ավելի սերտ նայում բոլոր մանրամասներին կառուցվածքի այդ տարր.

Թե ինչ է ինդուկտիվությունը:

Ինդուկտիվությունը կծիկ oscillating միացում - անհատ պարամետր է, որ քանակապես հավասար է էլեկտրաշարժիչ ուժի (ի վոլտ), որը տեղի է ունենում մի միացում, երբ ընթացիկ տատանումների 1 A, 1 վայրկյանում: Եթե solenoid միացված է DC միացում, նրա ինդուկտիվությունը նկարագրում էներգիան մագնիսական դաշտի, որը ստեղծվել է այս ընթացիկ հետեւյալ բանաձեւով `

• W = (L * I ²⁾ / 2, որտեղ
  W - մագնիսական դաշտը էներգիա:

ինդուկտիվությունը գործակից կախված է բազմաթիվ գործոններից: երկրաչափություն է solenoid, մագնիսական բնութագրերի հիմքում եւ քանակով դիզելային վառելիքով աշխատող մետաղալարով. Մեկ այլ առանձնահատկությունն այս ցուցանիշի այն է, որ միշտ էլ դրական է, քանի որ փոփոխականները, որոնց վրա, այն կախված է, չի կարող լինել բացասական:

The ինդուկտիվությունը կարող է որոշվել նաեւ այն որպես սեփականություն է դիրիժոր հետ ընթացիկ խանութի էներգիայի մի մագնիսական դաշտի. Այն չափվում է Henry (անվան ամերիկյան գիտնական Dzhozefa genri):

Բացի solenoid տատանում միացում բաղկացած է capacitor, որը կքննարկվի այսուհետ:

էլեկտրական capacitor

Capacitance որոշվում է oscillator տպատախտակները capacitance էլեկտրական capacitor: Նրա հայտնվելը է գրվել վերեւում. Այժմ Եկեք ուսումնասիրել ֆիզիկայի այն գործընթացները, որոնք տեղի են ունենում այն.

Քանի որ capacitor ափսեներ պատրաստվում են դիրիժոր, ապա դա կարող է հոսում էլեկտրական հոսանք: Սակայն, երկու սալերի խոչընդոտ. Մեկուսիչ (դրանք կարող են լինել օդը, փայտ կամ այլ նյութական բարձր դիմադրության շնորհիվ այն բանի, որ մեղադրանքը չի կարող տեղափոխել մեկ ավարտին մետաղալարով դեպի մյուսը, կա կուտակում է այն, որ capacitor սալերի դրանով մեծացնում է մագնիսական եւ էլեկտրական իշխանությունը: դաշտերը շուրջ: Այսպիսով, ժամը դադարեցման մեղադրանքի բխում է բոլոր էլեկտրաէներգիա կուտակված ափսեների վրա, սկսում է փոխանցվում է միացում մի ստեղծեք:

Յուրաքանչյուր capacitor ունի լարումը օպտիմալ է իր գործունեության. Եթե դուք երկար շահագործել տարրը է լարման բարձր է, քան անվանական, որ կյանքի մեծապես նվազել է: Որ capacitor, որ oscillatory միացում, անընդհատ ազդում են հոսանքների եւ, հետեւաբար, երբ ընտրված պետք է շատ զգույշ լինել.

Ի լրումն սովորական capacitors, որի ընթացքում քննարկվել է, կան նաեւ էլեկտրական կրկնակի շերտ կոնդենսատորներ: Սա ավելի բարդ է տարր այն կարելի է բնութագրել որպես խաչի միջեւ մարտկոցի եւ կոնդենսատորը: Որպես կանոն, դիէլեկտրական էլեկտրական երկակի շերտ capacitors են օրգանական նյութեր, որոնց միջեւ մի էլեկտրալույծ. Միասին նրանք ստեղծել էլեկտրական կրկնակի շերտ, որը թույլ է տալիս կուտակել այս դիզայնի անգամ ավելի էներգիա, քան սովորական capacitor:

Թե ինչ է հզորությունը կոնդենսատորը.

Capacitance է capacitor է հարաբերությունը capacitor մեղադրանքի մի լարման, որտեղ այն գտնվում. Հաշվարկել այս արժեքը կարող է լինել շատ պարզ օգնությամբ մաթեմատիկական բանաձեւով:

• C = (ե ₀ * S) / դ, որտեղ
  էլեկտրոնային ₀ - դիէլեկտրական հաստատուն է Դիէլեկտրիկ նյութ (շերտավոր արժեքը)
  S - մակերեսը capacitor սալերի,
  դ - միջեւ հեռավորությունը ափսեների.

Որ կախվածությունը capacitance է capacitor միջեւ հեռավորությունը էլեկտրոդի բացատրվում է երեւույթի էլեկտրոստատիկ ինդուկցիայի պակաս է միջեւ հեռավորությունը ափսեների, այնքան շատ են նրանք ազդում են միմյանց (Կուլոնի), այնքան ավելի շատ են վճարովի էլեկտրոդներ եւ ավելի քիչ սթրեսային. Եւ երբ լարման արժեքը հզորությամբ ավելանում է, քանի որ այն կարող է նաեւ նկարագրվում է հետեւյալ բանաձեւով `

• C = q / U, որտեղ
  q - անվճար է Coulombs.

Դա է խոսել այն մասին, որ չափման միավորներից այս քանակի: Capacitance չափվում է farads. 1 farad - բավականաչափ մեծ արժեք, այնպես որ, գոյություն ունեցող capacitors (չի supercapacitors) արդեն մի capacitance չափվում է picofarads (մեկ trillionth Ֆարհադ):

Resistor

Ներկայիս է հնչող կոնտուրում նաեւ կախված է դիմադրության միացում մի ստեղծեք: Եւ բացի այդ, երկու նկարագրված տարրերը, որոնք կազմում են oscillating միացում (կծիկ, capacitor), կա երրորդ մի Resistor. Նա պարտավոր է ստեղծել քաշել. Resistor տարբերվում է մյուս տարրերի, որ այն ունի բարձր դիմադրողականություն, որը կարող է բազմազան որոշ մոդելներ. The հնչող միացում դա կատարում է իշխանության վերահսկողության գործառույթը մագնիսական դաշտի. Դա հնարավոր է միացնել մի քանի resistors է շարքի կամ զուգահեռ, դրանով իսկ մեծացնելով դիմադրությունը միացում մի ստեղծեք:

Դիմադրությունն այս տարրի կախված է նաեւ ջերմաստիճանի, այնպես խնամք պետք է ձեռնարկվեն, որպեսզի իր աշխատանքի է միացում, քանի որ այն ջեռուցվում ընթացքում ընդունումը ընթացիկ.

Դիմադրությունը չափվում է ohms, եւ դրա արժեքը կարող է հաշվարկվում է հետեւյալ բանաձեւով.

• R = (p * լ) / S, որտեղ
  P - նյութական դիմադրողականությունը Resistor (չափվում է (օհմ * մմ ²⁾ / մ).
  L - երկարությունը resistors (մետրերով),
  S - սեկցիոն մակերեսը (քառակուսի millimeters):

Ինչպես կապել մի հանգույց պարամետրերը.

Այժմ մենք եկել մոտ ֆիզիկայի շահագործման oscillatory միացում մի ստեղծեք: Ժամանակի ընթացքում այդ վճարը վրա capacitor սալերի փոխում, ըստ երկրորդ կարգի դիֆերենցիալ հավասարման.

Եթե դուք լուծել այս հավասարումը, դա ենթադրում է որոշ հետաքրքիր բանաձեւեր նկարագրող գործընթացները, որոնք տեղի են ունենում է միացում մի ստեղծեք: Օրինակ, մի ցիկլային հաճախականությունը կարող է արտահայտված ունակության եւ inductance:

Սակայն, առավել պարզ բանաձեւը, որը թույլ է տալիս հաշվարկել բազմաթիվ unknowns - Թոմսոնը հավասարման (անվան բրիտանացի ֆիզիկոս Վիլյամ Thomson, ով բերեց նրան 1853):

• T = 2 * զ * (L * C) ^1/2.
  T - միջեւ էլեկտրամագնիսական oscillations,
  L եւ C - ըստ այդմ, ինդուկտիվությունը է oscillating տպատախտակները կծիկ եւ capacitance տպատախտակները տարր,
  n - թիվն PI:

որակի գործոնը

Կա եւս մեկ կարեւոր քանակն բնութագրող Եզրագծային աշխատանքի որակը գործոնը: Որպեսզի հասկանանք, թե ինչ է դա, դուք պետք է վերաբերել այդ գործընթացին, որպես ռեզոնանս: Այս երեւույթը, որի առատություն դառնում առավելագույն իշխանությունը հաստատուն արժեքով, որը հանդիսանում է ռիթմ աջակցություն. Ռեզոնանսային կարող է բացատրել մի պարզ օրինակ, եթե դուք սկսեք հրում ռիթմ է ծեծում իրենց հաճախականությամբ, նրանք պետք է արագացել է, եւ նրանց «առատություն» կավելանա: Բայց եթե դուք չեք հրում ծեծել, նրանք դանդաղեցնել: Ժամը ռեզոնանսային, հաճախ dissipates շատ էներգիա. Որպեսզի կարողանա հաշվարկել արժեքը կորստի, մենք հորինել է մի պարամետր, ինչպիսիք են որակի գործոնի: Դա մի գործակիցը հավասար է հարաբերակցության էներգիայի, որը գտնվում է համակարգում, կորուստների ժամանակ տեղի ունեցած մեկ ցիկլի միացում մի ստեղծեք:

միացում որակի գործոնը հաշվարկվում է հետեւյալ բանաձեւով.

• Q = (Վտ ₀ * W) / P, որտեղ
  իգ ₀ - ռեզոնանսային անկյունային հաճախականության oscillations.
  W - ի էներգետիկ պահվում է vibrating համակարգում.
  P - իշխանությունը dissipation.

Այս պարամետրը - չափողականություն, քանի որ, ըստ էության, ցույց է տալիս, որ էներգետիկ հարաբերակցությունը: Պահվում է ծախսվել:

Որն է իդեալական oscillating միացում

Համար ավելի լավ հասկանալու գործընթացների համակարգում ֆիզիկայի եկան այսպես կոչված իդեալական oscillating միացում մի ստեղծեք: Սա մաթեմատիկական մոդելը ներկայացնող միացում որպես համակարգի հետ զրոյական դիմադրության: Իսկ դրա համար կան չթուլացող ներդաշնակ տատանումների. Այս մոդելը թույլ է տալիս ձեռք բերել մոտավոր բանաձեւը հաշվարկային Կաբելային պարամետրերը: Մեկը այդ պարամետրերի է ընդհանուր էներգիայի

• W = (L * I ²⁾ / 2:

Այդպիսի պարզեցում մեծապես արագացնել հաշվարկներ եւ թույլ են տալիս գնահատել Կաբելային բնութագրեր ունեցող Նախադրված հատկանիշներով:

Ինչպես է դա աշխատում?

Բոլորը oscillating միացում գործառնական ցիկլի կարելի է բաժանել երկու մասի. Այժմ մենք պետք է տեսնել, թե տեղի ունեցող գործընթացները ամեն մասում.

• Առաջին փուլը ափսե capacitor, լիցքավորված դրականորեն, սկսում անելու, մատուցման հոսանքը միացում մի ստեղծեք: Այս պահին, ներկայիս գնում է դրական է բացասական լիցքերի, իսկ անցնող կծիկ: Հետեւաբար, էլեկտրամագնիսական vibrations տեղի են ունենում միացում մի ստեղծեք: Միջին անցնում կծիկ, այն շարժվում է երկրորդ ափսեի եւ գանձում այն դրական է (իսկ առաջին էլեկտրոդների, որը ներկա է քայլում, բացասաբար գանձվում):
• Երկրորդ փուլը տեղի է ունենում անմիջականորեն հակառակ գործընթացը: Ներկայիս անցնում է դրական ափսեի (որը ի սկզբանե էր բացասական), ինչպես նաեւ բացասական, անցնելով կրկին միջոցով փաթաթել. Եւ բոլոր մեղադրանքները Ընկնել տեղը.

Ցիկլը կրկնվում, քանի դեռ capacitor գանձվում է. Իդեալական հնչող միացում մի ստեղծեք այդ գործընթացը անվերջ, իսկ իրական իշխանությունը կորուստը անխուսափելի է տարբեր գործոնների: Ջեռուցման, որ տեղի է ունենում շնորհիվ գոյության դիմադրության շրջանային (Joule ջերմության), եւ այլն:

Մարմնավորումներ circuit design

Ի լրումն պարզ սխեմաների »է կծիկ-կոնդենսատորը» եւ «փաթաթել-resistor-կոնդենսատորը», կան նաեւ այլ տարբերակներ, օգտագործելով որպես հիմք oscillation միացում մի ստեղծեք: Սա, օրինակ, մի զուգահեռ միացում, որը բնութագրվում է, որ կա մի տարր միացում (քանի որ, ինչպես այն գոյություն ունի մենակ, դա կլինի մի շարք Ցուցանակներ, եւ որը քննարկվել է հոդվածում):

Կան նաեւ այլ տեսակի շինարարության, այդ թվում տարբեր էլեկտրական բաղադրիչների. Օրինակ, դա հնարավոր է միացնել ցանցի տրանզիստորի որը կարող է բացել եւ փակել Ցուցանակներ հետ հաճախականությամբ հավասար է oscillation հաճախականության միացում մի ստեղծեք: Այսպիսով, համակարգը կլինի տեղադրել չթուլացող oscillations:

Որտեղ տատանում միացում օգտագործվում է.

Առավել ծանոթ է մեզ օգտագործումը բաղադրիչներից է միացում մի ստեղծեք, այն էլեկտրամագնիսները. Նրանք, իրենց հերթին, օգտագործվում են intercom համակարգեր, շարժիչներ, սենսորների, եւ շատ այլ ավելի քիչ պայմանական տարածքներում: Մեկ այլ դիմում - oscillator. Ըստ էության, դա օգտագործումը Ցուցանակներ շատ ծանոթ է մեզ: Այս ձեւով, այն օգտագործվում է միկրոալիքային վառարան է ստեղծել ալիքների բջջային եւ անլար կապի է փոխանցել տեղեկատվություն մեծ հեռավորության վրա: Այս ամենը պայմանավորված է այն հանգամանքով, որ oscillations են էլեկտրամագնիսական ալիքների կարելի է կոդավորված է այնպես, որ դա հնարավոր կլինի փոխանցել տեղեկատվություն ավելի երկար հեռավորությունների.

Ինդուկտոր ինքնին կարող է օգտագործվել որպես տարր է տրանսֆորմատոր, երկու դիզելային վառելիքով աշխատող տարբեր քանակի windings կարող է անցնել էլեկտրամագնիսական դաշտի իրենց մեղադրանքը: Բայց քանի որ solenoids բնութագրերը տարբերվում, եւ ընթացիկ գործիչների երկու սխեմաների, որոնք կապված են երկու inductance կարող է տարբեր լինել: Այսպիսով, կարելի է փոխարկել լարման ընթացիկ, ասել 220 վոլտ է ներկայիս լարման 12 վոլտ.

եզրափակում

Մենք մանրամասնեց սկզբունքը oscillating միացում մի ստեղծեք եւ յուրաքանչյուր մասը առանձին - առանձին. Մենք իմացանք, որ oscillating միացում, մի սարքի նախագծված է առաջացնում էլեկտրամագնիսական ալիքներ: Սակայն, սա միայն հիմունքներ բարդ մեխանիկայի դրանք, առերեւույթ պարզ տարրերից. Իմացեք ավելին մասին intricacies է միացում, եւ նրա բաղադրիչների կարող է լինել մասնագիտական գրականության մեջ: