Rezonančné stress. Čo sa rezonančný obvod

Rezonancie je jednou z najčastejšie v prírode, fyzikálne javy. Jav rezonancie možno pozorovať v mechanických, elektrických a dokonca aj tepelných systémov. Bez rezonancie, sme nemali rádio, televíziu, hudbu a dokonca aj hojdačky na ihrisku, nehovoriac o efektívne diagnostické systémy používané v modernej medicíne. Jeden z najviac zaujímavých a užitočných typov rezonančný obvod je rezonancie napätie.

Prvky rezonančného obvodu

Rezonancia môže dôjsť k tzv RLC-obvody, obsahujúce nasledujúce zložky:

• R - odpor. Tieto zariadenia vzťahujúce sa k tzv aktívnych prvkov elektrického obvodu, elektrická energia sa premení na teplo. Inými slovami, oni odpojí napájanie obvodu a previesť ju na teplo.
• L - indukčnosť. Indukčnosť v elektrických obvodoch - analóg hmotnosti či zotrvačnosti mechanických systémov. Táto komponenta nie je v obvode veľmi nápadné, kým sa snažiť robiť to v akejkoľvek zmene. V mechanike, napríklad taká zmena je zmena rýchlosti. Elektrický obvod - aktuálne zmeny. Ak je pre dôjde z nejakého dôvodu, indukčnosť pôsobí proti takejto zmene obvod režim.
• C - označenie pre kondenzátory, čo sú zariadenia, ktoré uchovávajú elektrickú energiu, rovnako ako na jar udržať mechanickú energiu. Indukčné koncentráty a obchody magnetickej energie, zatiaľ čo kondenzátor náboj koncentráty a tak uchováva elektrickú energiu.

Koncept rezonančného obvodu

Kľúčovými prvkami sú rezonančný obvod indukčnosti (L) a kapacity (C). Odpor má tendenciu k tlmenie kmitov, takže odpojenie napájania obvodu. Pri skúmaní procesy prebiehajúce v rezonančnom obvodom, dočasne ignorovať, ale je nutné si uvedomiť, že rovnako ako sily trenia v mechanických systémov, elektrický odpor v obvodoch nemožno vylúčiť.

Rezonancie rezonančných napätí a prúdov

V závislosti od spôsobu pripojenia kľúčové prvky rezonančných obvodov môže byť sériový a paralelný. Pri pripájaní rezonančný obvod série k zdroju napätia signálu s frekvenciou sa zhoduje s vlastnou frekvenciou, za určitých podmienok, vzniká stresovej reakcie. Rezonančné do elektrického obvodu, pripojeného paralelne s reaktívnymi prvkami zvanej rezonančné prúdy.

Vlastná frekvencia rezonančných obvodov

Môžeme spôsobiť, že systém oscilovať pri vlastnej frekvencii. K tomu je potrebné najprv nabiť kondenzátor, ako je znázornené na hornom obrázku vľavo. Keď sa tak stane, kľúč je prenesený do polohy znázornenej na rovnakom obrázku vpravo.

V čase "0", všetky elektrické energie uloženej v kondenzátore, a prúd v obvode sa rovná nule (obrázok). Všimnite si, že horná doska kondenzátora je pozitívne nabitá, a spodná - záporne. Nemôžeme vidieť oscilácie elektrónov v obvode, ale môžeme merať prúd ampérmetrom a s osciloskopom vysledovať závislosť súčasnej dobe. Všimnite si, že T na našom pláne - čas potrebný na dokončenie jedného oscilačná ložisko v elektrotechnike s názvom "zaváhanie obdobie."

Prúd tečie v smere hodinových ručičiek (viď obrázok nižšie). Energia sa prenáša z kondenzátora k cievke. Na prvý pohľad sa môže zdať zvláštne, že indukčnosť dodáva energiu, ale je to podobné kinetickej energie obsiahnutej v pohybujúce sa hmoty.

Tok energie sa vracia do kondenzátora, ale na vedomie, že polarita kondenzátora sa teraz zmenilo. Inými slovami, spodná doska má teraz kladný náboj a horná doska - negatívny náboj (obrázok nižšie).

Systém je teraz plne určená, a energia začne prúdiť z kondenzátora späť do indukčnosti (viď obrázok nižšie). Výsledkom je, že energia je úplne späť do východiskovej polohy a je pripravený začať cyklus znova.

Frekvencia kmitov možno približne určiť takto:

• F = 1 / 2π (LC) ^0,5,

kde: F - frekvencia, L - indukčnosť C - kapacitu.

Považovaný v tomto prípade postup odráža fyzickú podstatu napätia rezonancie.

Napätie rezonancie vyšetrovanie

V skutočných LC obvodoch je vždy mierny odpor, ktorý klesá s každým cyklom zvýšenie amplitúdy prúdu. Po niekoľkých cykloch sa prúd zníži na nulu. Tento efekt sa nazýva "tlmenie sínusového signálu". Miera súčasného rozkladu na nulu, závisí na odpore v obvode. Avšak, odpor nemení frekvencie rezonančných obvodov oscilácií. V prípade, že odpor je dostatočne veľký, bude sínusové kmitanie nevyskytuje vôbec v slučke.

Je zrejmé, že tam, kde je prirodzená frekvencia kmitania môže rezonancie budiaci proces. Sme to tým, že do napájanie sériovým zapojením striedavého prúdu (AC), ako je znázornené na ľavej strane. Termín "variabilný" znamená, že výstup zdroja napätia sa mení s určitou frekvenciou. V prípade, že zdroj frekvencia sa zhoduje s vlastnou frekvenciou obvodu, napätie rezonancie vzniká.

podmienky výskytu

Teraz uvažujeme podmienky vzniku napätia rezonancie. Ako je uvedené v poslednom obrázku, sme sa vrátili do rezistora v obvode. Bez odporu v prúdovej slučky v rezonančných obvodov sa zvýši na maximálnu hodnotu určený parametre obvodový prvok a napájanie. Zvýšenie odolnosti rezistora do rezonančného obvodu zvyšuje sklon k zoslabeniu prúdu v obvode, ale nemá vplyv na rezonančná frekvencia vibrácií. Typicky, nedôjde režim napätie rezonancie, ak je impedancia rezonančný obvod spĺňa R = 2 (L / C) ^0,5.

Použitím rezonančných napätie pre rozhlasové vysielanie

Napätie rezonanciu jav je nielen fyzický zvláštny jav. To zohráva kľúčovú úlohu v bezdrôtovej komunikačnej technológie - rozhlas, televízia, mobilnej telefónie. Vysielače používané pre bezdrôtový prenos informácií nutne obsahovať obvody pre rezonovať na konkrétnu frekvenciu pre každé zariadenie sa nazýva nosnej frekvencie. Prostredníctvom vysielacej anténou pripojenú k prevodníka, vysiela elektromagnetické vlny na nosnom kmitočte.

Anténa na druhom konci tak vysielací dráha prijíma signál a dodáva ju do prijímacieho obvodu navrhnutý tak, aby rezonovať na nosnej frekvencii. Je zrejmé, že anténa prijíma niekoľko signálov na rôznych frekvenciách, nehovoriac o hluku pozadia. Vďaka prítomnosti na prijímacom zariadení naladenej na frekvenciu nosnej rezonančný obvod, prijímač vyberie iba správnej frekvencie, odfiltrovať všetky zbytočné.

Po detekcii amplitúdy modulovaného (AM) rádio, vyhradený nízkofrekvenčný signál od nej (LF) je zosilnený a privedený do zariadenia na výrobu zvuku. Toto je najjednoduchšia forma rádio je veľmi citlivá na hluk a rušenie.

Ak chcete zlepšiť kvalitu získaných informácií rozvinutého a úspešne použité iné, pokročilejšie spôsoby rádiový prenos, ktorý je tiež založený na využití naladených rezonančných systémov.

Frekvenčný modulácie a FM-rádio rieši mnoho problémov s rádiového prenosu amplitúdy modulovaného signálu, ale za cenu výrazného prenosové zložitosť systému. FM-rádio systém zvuky elektronicky traktu sú premenené na malé zmeny v nosnej frekvencii. Kus zariadenia, ktoré vykonáva túto konverziu sa nazýva "modulátor" sa používa s vysielačom.

V súlade s tým musí byť prijímač pridaný do demodulátora pre prevádzanie signálu späť do formy, ktorá môže byť reprodukované cez reproduktor.

Iné príklady použitia napätia rezonanciu

Rezonančné napätie ako základný princíp je tiež začlenený do obvodov viac filtrov, sú široko používané v oblasti elektrotechniky k odstráneniu škodlivých a nežiaducich signálov, a vyhladenie pulzáciu generovanie sínusového signálu.