stres rezonans. Co obwód rezonansowy

Rezonans jest jednym z najbardziej powszechne w przyrodzie, zjawiska fizyczne. Zjawisko rezonansu można zaobserwować systemów mechanicznych, elektrycznych, a nawet temperatury. Bez rezonansu, nie ma radia, telewizji, muzyki, a nawet huśtawki na placu zabaw, nie wspominając o skutecznych systemów diagnostycznych stosowanych w nowoczesnej medycynie. Jednym z najbardziej interesujących i przydatnych rodzaju obwodu rezonansowego jest napięcie rezonans.

Elementy obwodu rezonansowego

Rezonansu może wystąpić tak zwane RLC obwodów, zawierającą następujące składniki:

• R – rezystory. Te urządzenia związane z tak zwanych aktywnych elementów obwodu elektrycznego, energia elektryczna jest przekształcana w ciepło. Innymi słowy, odłączyć zasilanie od obwodu i zamieniają je w ciepło.
• L – indukcyjność. Indukcyjności obwodów elektrycznych – analog bezwładności masy lub w układach mechanicznych. Składnik ten nie jest bardzo widoczne w obiegu, dopóki nie spróbujesz to zrobić w każdej zmianie. W mechanice, na przykład taka zmiana jest zmianą prędkości. Układ elektryczny – prąd zmiana. Jeśli to dla występuje jakiś powód, indukcyjność przeciwdziała takiej zmiany reżimu obwód.
• C – oznaczenie kondensatorów, które są urządzeniami, które przechowują energię elektryczną, podobnie jak sprężyna zachować energię mechaniczną. koncentraty indukcyjności i magazynuje energię magnetyczną, podczas gdy poziom naładowania kondensatora koncentraty i dlatego przechowuje energię elektryczną.

Koncepcja obwodu rezonansowego

Główne elementy obwodu rezonansowego indukcyjności (L) i pojemności (C). Opornik ma tendencję do tłumienia drgań, dzięki czemu usuwa energię z obwodu. Badając procesy zachodzące w obwodzie rezonansowym, tymczasowo ignorować, ale należy pamiętać, że podobnie jak siły tarcia w układach mechanicznych, oporności elektrycznej w obwodach nie może być wyeliminowane.

Rezonans napięć i prądów rezonansu

W zależności od sposobu przyłączenia główne elementy obwodu rezonansowego mogą być szeregowe i równoległe. Podłączając obwód rezonansowy szeregowo z sygnałem źródłowym napięcie z częstotliwością co zbiegło się z naturalną częstotliwością, pod pewnymi warunkami, rodzi reakcję stresową. Rezonans w obwód elektryczny połączony równolegle z reaktywnymi elementów zwanych prądów rezonansowych.

Naturalne częstotliwości obwodu rezonansowego

Możemy spowodować, że system oscylować przy częstotliwości drgań. Aby to zrobić, należy najpierw naładować kondensator, jak pokazano na górnym zdjęciu po lewej stronie. Kiedy to nastąpi, kluczem jest przenoszona do położenia pokazanego na tym samym rysunku po prawej stronie.

W czasie „0”, cała energia elektryczna do przechowania w kondensatorze i prądu w obwodzie wynosi zero (rysunek poniżej). Należy zauważyć, że górna płyta kondensatorów jest naładowany dodatnio i dolny – negatywna. Nie widzimy drgania elektronów w obwodzie, ale możemy zmierzyć aktualny amperomierz, a wraz z oscyloskopu prześledzić zależność obecnych czasach. Zauważ, że T na naszym harmonogramie – czas potrzebny do ukończenia jedno łożysko oscylacji w elektrotechnice zwany „okres wahania.”

Prąd płynie w kierunku ruchu wskazówek zegara (patrz poniższy rysunek). Energia jest przekazywana od kondensatora do cewki. Na pierwszy rzut oka może się to wydawać dziwne, że indukcyjność dostarcza energii, ale jest ona podobna do energii kinetycznej zawartej w ruchomą masę.

Przepływ energii powraca do skraplacza, należy jednak pamiętać, że polaryzacja kondensatora bardzo się zmieniła. Innymi słowy, dolna płyta ma teraz ładunek dodatni i górnej płyty – ujemny (rysunek poniżej).

System jest teraz w pełni zająć, a energia zaczyna płynąć z powrotem do skraplacza indukcyjności (patrz poniższy rysunek). W efekcie, energia jest całkowicie z powrotem do punktu wyjścia i jest gotowy, aby rozpocząć cykl od nowa.

Częstotliwość drgań może być przybliżone w następujący sposób:

• F = 1 / 2π (LC) ^0,5;

gdzie: F – częstotliwość, L – indukcyjność, C – pojemność.

Rozważyć w tym przykładzie, proces odzwierciedla fizyczną istotę rezonans napięcia.

Napięcie rezonans dochodzenie

W rzeczywistych obwodach LC zawsze jest lekki opór, który spada z każdym cyklem zwiększa amplitudę prądu. Po kilku cyklach prąd zmniejsza się do zera. Efekt ten nazywany jest „tłumienie sygnału sinusoidalnego”. Szybkość zaniku prądu do zera zależy od rezystancji w obwodzie. Jednak opór nie zmienia częstotliwość oscylacji obwodu rezonansowego. Jeżeli opór jest na tyle duża, sinusoidalne drgania nie występują w ogóle w pętli.

Oczywiście, gdy istnieje naturalna częstotliwość rezonansowa oscylacji może procesu wzbudzenia. Robimy to poprzez włączenie zasilania łańcuchowego prądu zmiennego (AC), jak pokazano po lewej stronie. Termin „zmienny” oznacza, że napięcie wyjściowe źródła zmienia się z określoną częstotliwością. Jeśli częstotliwość źródła zasilania zbiega się z naturalną częstotliwością obwodzie, napięcie powstaje rezonans.

Warunki występowania

Teraz uważamy warunki występowania rezonansu napięcia. Jak pokazano w ostatniej cyfrze, wróciliśmy do rezystora w obwodzie. Bez rezystora w pętli prądowej w obwodzie rezonansowym wzrośnie do maksymalnej wartości wyznaczonej przez parametrów elementów obwodu i zasilania. Zwiększenie rezystancji rezystora w obwodzie rezonansowym zwiększa skłonność do tłumienia prądu w obwodzie, ale nie wpływa na częstotliwość drgań rezonansowych. Zazwyczaj trybem rezonansu napięcie nie występuje, gdy impedancja obwodu rezonansowego spełnia R = 2 (l / C) ^0,5.

Korzystanie napięć rezonansowych dla transmisji radiowej

Zjawisko rezonansu napięcie jest nie tylko fizyczne zjawisko ciekawy. Odgrywa kluczową rolę w technologii bezprzewodowej łączności – radia, telewizji, telefonii komórkowej. Przetworniki stosowane do bezprzewodowego przekazywania informacji musi zawierać obwód rezonuje w określonych częstotliwości dla każdego urządzenia nazywa się częstotliwości nośnej. Za pomocą anteny nadawczej podłączony do nadajnika emituje fale elektromagnetyczne o częstotliwości nośnej.

Anteny na inną ścieżkę koniec nadawczo odbiera sygnał oraz dostarcza go do układu odbiorczego zaprojektowane rezonuje przy częstotliwości nośnej. Jest oczywiste, że antena odbiera zbiór sygnałów o różnych częstotliwościach, nie wspominając o szumie tła. Ze względu na obecność w urządzeniu odbierającym dostrojonego do częstotliwości nośnej obwodu rezonansowego, odbiornik wybiera tylko prawidłową częstotliwość, filtrowanie wszystkie niepotrzebne.

Po wykryciu modulacją amplitudy (AM), radio, dedykowany sygnał niskiej częstotliwości niego (LF), jest wzmacniany i doprowadzany do urządzenia do wytwarzania dźwięku. Jest to najprostsza forma radia jest bardzo wrażliwy na szumy i zakłócenia.

Aby poprawić jakość odbieranego informacji opracowanej i powodzeniem stosowane inne, bardziej zaawansowane sposoby transmisji radiowej, która opiera się również na zastosowaniu układów rezonansowych dostrojonych.

Modulacja częstotliwości i radio FM rozwiązuje wiele problemów z amplitudy sygnału modulowanego nadawczo-odbiorczego, ale kosztem znacznego skomplikowania systemu przesyłowego. System radiowy FM dźwięki elektronicznie moczowych są konwertowane na małe zmiany częstotliwości nośnej. Urządzenia, które wykonuje tej konwersji jest nazywany „modulator” są stosowane w nadajniku.

Zgodnie z tym, odbiornik musi zostać dodany do demodulatora do przetwarzania sygnału z powrotem do postaci, która może być odtwarzany przez głośnik.

Inne przykłady użyciu rezonansu napięcia

Napięcia rezonansu jako podstawowa zasada jest również włączone do obwodów z wielu filtrów, są szeroko stosowane w elektrotechnice, aby wyeliminować szkodliwe i niepożądane sygnały i wygładzenie pulsacji generowania sygnałów sinusoidalnych.