Konturda tebranish jarayoni qanday sodir bo'ladi. Ketma-ket tebranish pallasida kuchlanish rezonansi

Radiotexnikada induktor va kondansatkichdan tashkil topgan elektr sxemalari keng qo'llaniladi. Radiotexnikada bunday sxemalar tebranish sxemalari deb ataladi. O'zgaruvchan tok manbai tebranuvchi zanjirga ikki usulda ulanishi mumkin: ketma-ket (1a-rasm) va parallel (1b-rasm).

1-rasm. Tebranish zanjirining sxematik belgilanishi.a) ketma-ket tebranish sxemasi; b) parallel tebranish zanjiri.

O'zgaruvchan tok zanjiridagi tebranish zanjirining harakatini ko'rib chiqaylik sxema va oqim manbaining ketma-ket ulanishi(1a-rasm).

Biz bilamizki, bunday sxema quyidagiga teng reaktivlik bilan o'zgaruvchan tokni ta'minlaydi:

Qayerda R L - induktorning ohmdagi faol qarshiligi;

ōL, induktorning ohmdagi induktiv reaktivligi;

1/ōC- ohmdagi kondansatkichning sig'imi.

Bobinga qarshilik R Chastota o'zgarganda L amalda juda kam o'zgaradi (agar biz sirt effektini e'tiborsiz qoldirsak). Induktiv va sig'imli reaktivlik chastotaga juda bog'liq, ya'ni: induktiv reaktivlik ōL oqim chastotasiga va sig'imga to'g'ridan-to'g'ri mutanosib ravishda ortadi 1/ōC ortib borayotgan oqim chastotasi bilan kamayadi, ya'ni joriy chastotaga teskari proportsionaldir.

Bundan darhol kelib chiqadiki, ketma-ket tebranish zanjirining reaktivligi ham chastotaga bog'liq va tebranish davri turli chastotalar oqimlariga teng bo'lmagan qarshilikni ta'minlaydi.

Agar biz turli chastotalarda tebranuvchi zanjirning reaktivligini o'lchaydigan bo'lsak, biz past chastotali mintaqada ketma-ket zanjirning qarshiligi juda yuqori ekanligini aniqlaymiz; chastota ortib borishi bilan u ma'lum chegaragacha kamayadi va keyin yana o'sishni boshlaydi.

Bu past chastotalar hududida oqimning kondensatordan yuqori qarshilik ko'rsatishi bilan izohlanadi, lekin chastota oshgani sayin induktiv reaktsiya ta'sir qila boshlaydi va kapasitiv reaktans ta'sirini qoplaydi.

Muayyan chastotada induktiv reaktivlik sig'imli reaktivga teng bo'ladi, ya'ni.

Ular bir-birini bekor qiladi va kontaktlarning zanglashiga olib keladigan umumiy reaktivligi nolga aylanadi:

Bunday holda, ketma-ket tebranish zanjirining reaktivligi faqat uning faol qarshiligiga teng bo'ladi, chunki

Chastotaning yanada ortishi bilan oqim lasan induktivligidan tobora ko'proq qarshilik ko'rsatadi, shu bilan birga sig'imning kompensatsion ta'siri kamayadi. Shuning uchun kontaktlarning zanglashiga olib keladigan reaktivligi yana kuchaya boshlaydi.

2a-rasmda oqim chastotasi o'zgarganda ketma-ket tebranish zanjirining reaktivligining o'zgarishini ko'rsatadigan egri chiziq ko'rsatilgan.

2-rasm. Kuchlanish rezonansi.a) impedans o'zgarishining chastotaga bog'liqligi; b) reaktivlikning zanjirning faol qarshiligiga bog'liqligi; v) rezonans egri chiziqlari.

Tebranish davrining qarshiligi minimal bo'lgan oqim chastotasi deyiladi rezonans chastotasi yoki rezonans chastotasi tebranish davri.

Rezonans chastotasida tenglik amal qiladi:

Buning yordamida rezonans chastotasini aniqlash oson:

(1)

Bu formulalardagi birliklar gerts, Genri va faraddir.

Formuladan (1) ko'rinib turibdiki, tebranish zanjirining sig'imi va o'z-o'zidan induktivligi qanchalik kichik bo'lsa, uning rezonans chastotasi shunchalik katta bo'ladi.

Faol qarshilik qiymati R L rezonans chastotasiga ta'sir qilmaydi, lekin o'zgarishlarning tabiati unga bog'liq Z. 2b-rasmda bir xil qiymatlarda tebranish zanjirining reaktivligidagi o'zgarishlarning bir qator grafiklari ko'rsatilgan. L Va BILAN, lekin boshqacha R L. Ushbu rasmdan ko'rinib turibdiki, ketma-ket tebranish zanjirining faol qarshiligi qanchalik katta bo'lsa, reaktivlikning o'zgarishi egri chizig'i shunchalik noaniq bo'ladi.

Endi oqim chastotasini o'zgartirsak, tebranish zanjiridagi oqim kuchi qanday o'zgarishini ko'rib chiqamiz. Bunday holda, biz o'zgaruvchan tok manbai tomonidan ishlab chiqilgan kuchlanish har doim bir xil bo'lib qoladi deb taxmin qilamiz.

Joriy manba ketma-ket ulanganligi sababli L Va BILAN kontaktlarning zanglashiga olib keladigan bo'lsa, u holda g'altak va kondansatör orqali o'tadigan oqimning kuchi kattaroq bo'ladi, butun tebranish zanjirining reaktivligi shunchalik past bo'ladi, chunki

Bundan darhol kelib chiqadiki, rezonansda tebranish pallasida oqim kuchi eng katta bo'ladi. Rezonansdagi oqimning kattaligi o'zgaruvchan tok manbaining kuchlanishiga va kontaktlarning zanglashiga olib keladigan faol qarshiligiga bog'liq bo'ladi:

2d-rasmda oqim chastotasini o'zgartirganda ketma-ket tebranish pallasida oqim kuchining o'zgarishining bir qator grafiklari ko'rsatilgan. rezonans egri chiziqlari. Ushbu rasmdan ko'rinib turibdiki, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan faol qarshiligi qanchalik katta bo'lsa, rezonans egri chizig'i shunchalik zaif bo'ladi.

Rezonansda oqim kuchi nisbatan kichik tashqi kuch bilan juda katta qiymatlarga erishishi mumkin EMF. Shuning uchun kontaktlarning zanglashiga olib keladigan induktiv va sig'imli qarshiliklari bo'ylab, ya'ni bobin va kondansatkich bo'ylab kuchlanish tushishi juda katta qiymatlarga yetishi va tashqi kuchlanishning kattaligidan ancha oshib ketishi mumkin.

Oxirgi bayonot bir qarashda biroz g'alati tuyulishi mumkin, lekin siz esda tutishingiz kerakki, sig'imli va induktiv reaktivlardagi kuchlanish fazalari bir-biriga nisbatan 180 ° ga siljiydi, ya'ni bobindagi va lahzali kuchlanish qiymatlari. kondansatör har doim qarama-qarshi yo'nalishda yo'naltiriladi. Natijada, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kondansatkichlari va kondansatkichlarida rezonans paytida mavjud bo'lgan katta kuchlanishlar o'zlarini kontaktlarning zanglashiga olib chiqmaydi, bir-birini o'zaro qoplaydi.

Biz tahlil qilgan ketma-ket rezonans holati deyiladi kuchlanish rezonansi, chunki bu holda rezonans momentida tebranish konturining L va C larida kuchlanishning keskin ortishi kuzatiladi.

Har qanday eshittirish qabul qiluvchisida, uning murakkabligidan qat'i nazar, uning ishlashini ta'minlaydigan mutlaqo uchta element mavjud. Bu elementlar tebranish sxemasi, detektor va telefonlar, yoki qabul qiluvchida AF kuchaytirgichi bo'lsa, to'g'ridan-to'g'ri radiatsiya dinamik boshi. Oldingi suhbat davomida yig'ilgan va sinovdan o'tgan birinchi qabul qiluvchingiz faqat shu uchta elementdan iborat edi. Tuproqqa ulangan antennani o'z ichiga olgan tebranish sxemasi qabul qiluvchiga radiostantsiyaning to'lqinini sozlashni ta'minladi, detektor modulyatsiyalangan radiochastota tebranishlarini telefonlar ovozga aylantirgan audio chastotali tebranishlarga aylantirdi; Ularsiz yoki ularning birortasisiz radio qabul qilish mumkin emas.

Radio qabul qiluvchining ushbu majburiy elementlari harakatining mohiyati nimada?

TALABLANISH TOZILASI

Eng oddiy tebranish zanjirining tuzilishi va uning diagrammasi shaklda ko'rsatilgan. 38. Ko'rib turganingizdek, u lasan L va kondansatkich C dan iborat bo'lib, yopiq elektr zanjirini tashkil qiladi. Muayyan sharoitlarda elektr tebranishlari paydo bo'lishi va zanjirda mavjud bo'lishi mumkin. Shuning uchun u tebranish zanjiri deb ataladi.

Hech qachon bunday hodisani kuzatganmisiz: elektr yoritgich chiroqqa quvvat o'chirilganda, kalitning ochilish kontaktlari o'rtasida uchqun paydo bo'ladi. Agar siz tasodifan elektr chiroqning batareya qutblarining terminallarini ulab qo'ysangiz (buning oldini olish kerak), ular o'chirilgan paytda ular orasida kichik uchqun ham paydo bo'ladi. Va zavodlarda, zavod ustaxonalarida, kalitlar yuqori oqimlar o'tadigan elektr zanjirlarini buzadigan joylarda, uchqunlar shunchalik muhim bo'lishi mumkinki, ularni tokni yoqadigan odamga zarar etkazmaslik uchun choralar ko'rish kerak. Nima uchun bu uchqunlar paydo bo'ladi?

Birinchi suhbatdanoq siz allaqachon bilasizki, oqim o'tkazuvchi o'tkazgich atrofida magnit maydon mavjud bo'lib, uni o'rab turgan bo'shliqqa kirib boradigan yopiq magnit kuch chiziqlari shaklida tasvirlash mumkin. Bu maydon, agar u doimiy bo'lsa, magnit kompas ignasi yordamida aniqlanishi mumkin. Agar siz o'tkazgichni oqim manbaidan uzsangiz, uning yo'qolgan magnit maydoni kosmosda tarqalib, unga eng yaqin bo'lgan boshqa o'tkazgichlarda oqimlarni keltirib chiqaradi. Ushbu magnit maydonni yaratgan o'tkazgichda ham oqim induktsiya qilinadi. Va u o'zining magnit kuch chiziqlarining o'rtasida joylashganligi sababli, unda boshqa o'tkazgichlarga qaraganda kuchliroq oqim paydo bo'ladi. Ushbu oqimning yo'nalishi o'tkazgich singan paytda qanday bo'lsa, xuddi shunday bo'ladi. Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, yo'qolgan magnit maydon o'z-o'zidan yo'qolguncha uni yaratadigan oqimni qo'llab-quvvatlaydi, ya'ni. undagi energiya to'liq iste'mol qilinmaydi.

Guruch. 38. Eng oddiy elektr tebranish sxemasi

Binobarin, oqim o'tkazgichda oqim manbai o'chirilgandan keyin ham oqadi, lekin, albatta, uzoq vaqt emas - soniyaning ahamiyatsiz qismi.

Ammo ochiq kontaktlarning zanglashiga olib, elektronlar harakati mumkin emas, siz e'tiroz bildirasiz. Ha bu shunday. Ammo kontaktlarning zanglashiga olib borgandan so'ng, elektr toki bir muncha vaqt o'tkazgichning ajratilgan uchlari orasidagi havo bo'shlig'idan, kalit yoki kalitning kontaktlari orasidan oqishi mumkin. Aynan shu havo oqimi elektr uchqunini hosil qiladi.

Bu hodisa o'z-o'zidan induksiya deb ataladi va yo'qolib borayotgan magnit maydon ta'siri ostida undagi oqimni ushlab turadigan elektr quvvati (birinchi suhbatdanoq tanish bo'lgan induksiya hodisasi bilan aralashtirmang). o'z-o'zini induksiyaning elektromotor kuchi yoki qisqasi, o'z-o'zini induksiyaning EMF. O'z-o'zidan indüksiyon EMF qanchalik katta bo'lsa, elektr zanjiri uzilish nuqtasida uchqun shunchalik muhim bo'lishi mumkin.

O'z-o'zidan induktsiya hodisasi nafaqat oqimni o'chirishda, balki oqimni yoqishda ham kuzatiladi. Supero'tkazuvchilar atrofidagi bo'shliqda oqim yoqilganda darhol magnit maydon paydo bo'ladi. Avvaliga u zaif, lekin keyin u juda tez kuchayadi. Oqimning ortib borayotgan magnit maydoni ham o'z-o'zidan induksiya oqimini qo'zg'atadi, lekin bu oqim asosiy oqim tomon yo'naltiriladi. O'z-o'zidan induksiya oqimi asosiy oqimning bir zumda o'sishini va magnit maydonning o'sishini oldini oladi. Biroq, qisqa vaqt o'tgach, o'tkazgichdagi asosiy oqim o'z-o'zidan induksiyaning qarshi oqimini engib, eng katta qiymatga etadi, magnit maydon doimiy bo'lib qoladi va o'z-o'zidan induktsiya ta'siri to'xtaydi.

O'z-o'zidan induksiya hodisasini inersiya hodisasi bilan solishtirish mumkin. Masalan, chanani harakatlantirish qiyin. Ammo ular tezlikni oshirib, kinetik energiyani - harakat energiyasini to'plashganda, ularni bir zumda to'xtatib bo'lmaydi. Tormozlashda chana unda saqlanadigan energiya qor bilan ishqalanishni engish uchun sarflanmaguncha siljishda davom etadi.

Barcha o'tkazgichlar bir xil o'z-o'zidan induktivlikka egami? Yo'q! Supero'tkazuvchilar qanchalik uzun bo'lsa, o'z-o'zidan indüksiya shunchalik katta bo'ladi. G'altakga o'ralgan o'tkazgichda o'z-o'zidan induktsiya hodisasi to'g'ri o'tkazgichga qaraganda ko'proq namoyon bo'ladi, chunki g'altakning har bir aylanishining magnit maydoni nafaqat bu aylanishda, balki uning qo'shni burilishlarida ham tokni keltirib chiqaradi. lasan. Bobindagi sim qancha uzun bo'lsa, asosiy oqim o'chirilgandan so'ng, o'z-o'zidan induksiya oqimi shunchalik uzoq bo'ladi. Aksincha, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqimning ma'lum bir qiymatga ko'tarilishi va doimiy magnit maydon kuchini o'rnatish uchun asosiy oqim yoqilgandan keyin ko'proq vaqt kerak bo'ladi.

Esingizda bo'lsin: o'tkazgichlarning zanjirdagi oqimga ta'sir qilish xususiyati uning qiymati o'zgarganda indüktans deb ataladi va bu xususiyat eng kuchli namoyon bo'ladigan bobinlar o'z-o'zidan indüktans yoki indüktans bobinlari deb ataladi. Bobinning burilish soni va o'lchami qanchalik ko'p bo'lsa, uning induktivligi qanchalik katta bo'lsa, uning elektr pallasida oqimga ta'siri shunchalik katta bo'ladi.

Shunday qilib, induktor elektr pallasida oqimning oshishi va kamayishiga to'sqinlik qiladi. Agar u to'g'ridan-to'g'ri oqim pallasida bo'lsa, uning ta'siri faqat oqim yoqilganda va o'chirilganda seziladi. Oqim va uning magnit maydoni doimo o'zgarib turadigan o'zgaruvchan tok pallasida, sarg'ishning o'z-o'zidan induktiv emfi har doim oqim oqimida ishlaydi. Ushbu elektr hodisasi qabul qiluvchining tebranish davrining birinchi elementi - induktorda qo'llaniladi.

Qabul qilgichning tebranish pallasining ikkinchi elementi bu elektr zaryadlarini "saqlash" - kondansatör. Eng oddiy kondansatör elektr tokining ikkita o'tkazgichidan iborat bo'lib, masalan, havo yoki qog'oz kabi dielektrik bilan ajratilgan kondansatör plitalari deb ataladigan ikkita metall plitalar Siz eng oddiy qabul qiluvchi bilan tajribalar paytida allaqachon ishlatgansiz. Kondensator plitalarining maydoni qanchalik katta bo'lsa va ular bir-biriga qanchalik yaqin joylashgan bo'lsa, ushbu qurilmaning elektr sig'imi shunchalik katta bo'ladi.

Agar to'g'ridan-to'g'ri oqim manbai kondansatkichning plitalariga ulangan bo'lsa (39-rasm, a), u holda hosil bo'lgan kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qisqa muddatli oqim paydo bo'ladi va kondansatör oqim manbaining kuchlanishiga teng kuchlanish bilan zaryadlanadi. .

Siz so'rashingiz mumkin: nima uchun dielektrik mavjud bo'lgan zanjirda oqim paydo bo'ladi?

Guruch. 39. Kondensatorni zaryadlash va zaryadsizlantirish

To'g'ridan-to'g'ri oqim manbasini kondansatkichga ulaganimizda, hosil bo'lgan kontaktlarning zanglashiga olib o'tkazgichlaridagi erkin elektronlar oqim manbaining musbat qutbiga qarab harakatlana boshlaydi va butun zanjir bo'ylab qisqa muddatli elektron oqimini hosil qiladi. Natijada, tok manbaining musbat qutbiga ulangan kondansatkichning plastinkasi erkin elektronlar bilan tugaydi va musbat zaryadlanadi, boshqa plastinka esa erkin elektronlar bilan boyitiladi va shuning uchun manfiy zaryadlanadi. Kondensator zaryadlangandan so'ng, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qisqa muddatli oqimi, kondansatör zaryadlovchi oqimi deb ataladi.

Agar oqim manbai kondansatkichdan uzilgan bo'lsa, kondansatör zaryadlanadi (39-rasm, b). Dielektrik ortiqcha elektronlarni bir plastinkadan ikkinchisiga o'tkazishni oldini oladi. Kondensatorning plitalari o'rtasida oqim bo'lmaydi va u tomonidan to'plangan elektr energiyasi dielektrikning elektr maydonida to'planadi. Ammo zaryadlangan kondensatorning plitalari qandaydir o'tkazgich bilan bog'lanishi bilanoq (39-rasm, c), manfiy zaryadlangan plastinkaning "qo'shimcha" elektronlari bu o'tkazgich orqali ular etishmayotgan boshqa plastinkaga o'tadi va kondansatör zaryadsizlanadi. Bunday holda, qisqa muddatli oqim ham hosil bo'lgan kontaktlarning zanglashiga olib keladi, bu kondansatör tushirish oqimi deb ataladi. Agar kondansatkichning sig'imi katta bo'lsa va u sezilarli kuchlanish bilan zaryadlangan bo'lsa, uni zaryadsizlantirish momenti sezilarli uchqun va qarsillab ovoz paydo bo'lishi bilan birga keladi.

Kondensatorning elektr zaryadlarini to'plash va unga ulangan o'tkazgichlar orqali zaryadsizlanish xususiyati radio qabul qiluvchining tebranish pallasida qo'llaniladi.

Va endi, yosh do'stim, oddiy belanchakni eslang. Siz ularni shunday egishingiz mumkinki, bu sizning nafasingizni olib tashlaydi. Buning uchun nima qilish kerak? Belanchakni dam olish holatidan chiqarish uchun avval itaring, so'ngra biroz kuch qo'llang, lekin faqat uning tebranishlari bilan. Ko'p qiyinchiliksiz siz belanchakning kuchli tebranishlariga erishishingiz va katta tebranish amplitudalarini olishingiz mumkin. Kichkina bola ham o'z kuchini mohirlik bilan ishlatsa, kattalarni belanchakda turtib qo'yishi mumkin. Kattaroq tebranish amplitudalariga erishish uchun belanchakni qattiqroq silkitib, uni bosishni to'xtataylik. Keyin nima bo'ladi? To'plangan energiya tufayli ular bir muncha vaqt erkin tebranadilar, ularning tebranishlarining amplitudasi asta-sekin kamayadi, ular aytganidek, tebranishlar o'chadi va nihoyat, tebranish to'xtaydi.

Belanchakning erkin tebranishlari, shuningdek, erkin osilgan mayatnik bilan saqlangan potentsial energiya kinetik energiyaga aylanadi, u eng yuqori nuqtada yana potentsialga aylanadi va soniyadan keyin yana kinetik energiyaga aylanadi. Va shunga o'xshash, butun energiya zaxirasi belanchak to'xtatilgan joylarda arqonlarning ishqalanishini va havo qarshiligini engish uchun sarflanmaguncha. O'zboshimchalik bilan katta energiya ta'minoti bilan erkin tebranishlar doimo susaytiriladi: har bir tebranish bilan ularning amplitudasi kamayadi va tebranishlar asta-sekin butunlay o'chadi - tebranish to'xtaydi. Ammo davr, ya'ni. bir tebranish sodir bo'ladigan vaqt va shuning uchun tebranishlar chastotasi doimiy bo'lib qoladi.

Biroq, agar belanchak o'z tebranishlari bilan doimo o'z vaqtida itarilib tursa va shu bilan turli tormoz kuchlarini engish uchun sarflangan energiya yo'qotilishini to'ldirsa, tebranishlar so'nmaydi. Bular endi bepul emas, balki majburiy tebranishlardir. Ular tashqi itaruvchi kuch ta'sir qilmaguncha davom etadi.

Men bu yerda tebranishni esladim, chunki bunday mexanik tebranish tizimida sodir bo'ladigan fizik hodisalar elektr tebranish zanjiridagi hodisalarga juda o'xshaydi. Zanjirda elektr tebranishlari sodir bo'lishi uchun unga undagi elektronlarni "itarib yuboradigan" energiya berilishi kerak. Buni, masalan, uning kondensatorini zaryad qilish orqali amalga oshirish mumkin.

Keling, tebranish zanjirini S kaliti bilan sindirib, 1-rasmda ko'rsatilganidek, to'g'ridan-to'g'ri oqim manbasini uning kondensatorining plitalariga ulaymiz. chapda 40.

Guruch. 40. Zanjirdagi elektr tebranishlari

Kondensator Gb batareya kuchlanishiga zaryad qiladi. Keyin biz batareyani kondansatkichdan uzamiz va kontaktlarning zanglashiga olib S. S kaliti bilan kontaktlarning zanglashiga olib yopamiz. Hozirgi vaqtda kontaktlarning zanglashiga olib keladigan hodisalar rasmda grafik ko'rsatilgan. 40 o'ngda.

Ayni paytda kontaktlarning zanglashiga olib yopilganligi, kondansatörning yuqori plitasi musbat zaryadga ega, pastki qismi esa manfiy zaryadga ega (40-rasm, a). Bu vaqtda (grafikdagi 0 nuqta) zanjirda oqim yo'q va kondansatör tomonidan to'plangan barcha energiya uning dielektrining elektr maydonida to'plangan. Kondensator lasanga qisqa tutashganda, kondansatör zaryadsizlana boshlaydi. Bobinda oqim paydo bo'ladi va uning burilishlari atrofida magnit maydon paydo bo'ladi. Grafikda 1-raqam bilan belgilangan kondansatör to'liq zaryadsizlanganda (40-rasm, b), uning plitalaridagi kuchlanish nolga tushganda, g'altakdagi oqim va magnit maydon energiyasi eng yuqori darajaga etadi. qiymatlar. Ayni paytda kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim to'xtaganga o'xshaydi. Biroq, bu sodir bo'lmaydi, chunki oqimni ushlab turishga moyil bo'lgan o'z-o'zidan induksiya EMF ta'siri tufayli kontaktlarning zanglashiga olib keladigan elektronlar harakati davom etadi. Ammo faqat magnit maydonning barcha energiyasi tugamaguncha. Bu vaqtda induksiyalangan oqim g'altakda oqadi, qiymati kamayadi, lekin asl yo'nalishda.

Grafikda 2-raqam bilan belgilangan vaqtga kelib, magnit maydonning energiyasi tugagandan so'ng, kondansatör yana zaryadlanadi, faqat hozir uning pastki plitasida musbat zaryad, ustida esa manfiy zaryad bo'ladi. yuqori (40-rasm, c). Endi elektronlar teskari yo'nalishda - yuqori plastinkadan bobin orqali kondansatörning pastki plitasigacha bo'lgan yo'nalishda harakatlana boshlaydi. 3-vaqtga kelib (40-rasm, d) kondansatör zaryadsizlanadi va bobinning magnit maydoni eng katta qiymatga etadi. Va yana, o'z-o'zidan indüksiyon EMF elektronlarni lasan simi bo'ylab "haydaydi" va shu bilan kondansatkichni qayta zaryad qiladi.

4-vaqtda (40-rasm, e) zanjirdagi elektronlarning holati dastlabki 0 vaqtidagi bilan bir xil bo'ladi. Bitta to'liq tebranish tugadi. Tabiiyki, zaryadlangan kondansatör yana lasanga tushiriladi, qayta zaryadlanadi va ikkinchi, keyin uchinchi, to'rtinchi va hokazo tebranish sodir bo'ladi. Boshqacha qilib aytganda, zanjirda o'zgaruvchan elektr toki, elektr tebranishlari paydo bo'ladi. Ammo zanjirdagi bu tebranish jarayoni cheksiz emas. Batareyadan kondansatör tomonidan olingan barcha energiya kontaktlarning zanglashiga olib keladigan simining qarshiligini engib o'tishga sarflanmaguncha davom etadi. Zanjirdagi tebranishlar erkin va shuning uchun so'ndiriladi.

Zanjirdagi elektronlarning bunday tebranishlarining chastotasi qanday? Ushbu masalani batafsilroq tushunish uchun men sizga oddiy mayatnik bilan bunday tajriba o'tkazishni maslahat beraman.

Guruch. 41. Eng oddiy mayatnikning tebranish grafiklari

100 sm uzunlikdagi ipga plastilindan yasalgan sharni yoki og'irligi 20-40 g bo'lgan boshqa yukni osib qo'ying (41-rasmda mayatnik uzunligi lotin harfi 1 bilan ko'rsatilgan). Mayatnikni muvozanat holatidan chiqaring va ikkinchi qo'l bilan soat yordamida 1 daqiqada qancha to'liq tebranishlar qilishini hisoblang. Taxminan 30. Shuning uchun bu mayatnikning tebranish chastotasi 0,5 Gts, davri esa 2 s. Davr davomida mayatnikning potensial energiyasi ikki marta kinetik energiyaga, kinetik energiya esa potensial energiyaga aylanadi. Ipni yarmiga qisqartiring. Sarkacning chastotasi taxminan bir yarim barobar ortadi va tebranish davri bir xil miqdorda kamayadi.

Bu tajriba bizga xulosa qilish imkonini beradi: mayatnik uzunligi qisqargan sari o'z tebranishlarining chastotasi ortadi va davr mutanosib ravishda kamayadi.

Sarkac suspenziyasining uzunligini o'zgartirib, uning tebranish chastotasi 1 Gts bo'lishini ta'minlang. Bu taxminan 25 sm uzunlikdagi ip bilan bo'lishi kerak, bu holda sarkaçning tebranish davri 1 s ga teng bo'ladi. Sarkacning dastlabki tebranishini qanday yaratishga harakat qilsangiz ham, uning tebranish chastotasi o'zgarishsiz qoladi. Ammo ipni qisqartirish yoki uzaytirish bilanoq, tebranish chastotasi darhol o'zgaradi. Bir xil uzunlikdagi ip bilan har doim bir xil tebranish chastotasi bo'ladi. Bu mayatnikning tabiiy chastotasi. Ip uzunligini tanlab, berilgan tebranish chastotasini olishingiz mumkin.

Ip mayatnikining tebranishlari susaytiriladi. Ular mayatnikni tebranishlari bilan oʻz vaqtida biroz itarib yuborilsagina soʻnmas holga kelishi mumkin va shu tariqa uning havo, ishqalanish energiyasi va tortishish kuchi tomonidan unga berilgan qarshilikni yengish uchun sarflagan energiyasini qoplaydi.

Tabiiy chastota elektr tebranish zanjiriga ham xosdir. Bu, birinchi navbatda, bobinning induktivligiga bog'liq. Bobinning burilish soni va diametri qanchalik ko'p bo'lsa, uning induktivligi qanchalik katta bo'lsa, har bir tebranish davrining davomiyligi shunchalik uzoq bo'ladi. Devrendagi tebranishlarning tabiiy chastotasi mos ravishda past bo'ladi. Va aksincha, lasan induktivligining pasayishi bilan tebranish davri kamayadi - kontaktlarning zanglashiga olib keladigan tebranishlarning tabiiy chastotasi ortadi. Ikkinchidan, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan tebranishlarning tabiiy chastotasi uning kondensatorining sig'imiga bog'liq. Kapasitans qanchalik katta bo'lsa, kondansatör qancha ko'p zaryad to'plashi mumkin, uni qayta zaryadlash uchun qancha vaqt kerak bo'ladi va kontaktlarning zanglashiga olib keladigan tebranish chastotasi past bo'ladi. Kondensator quvvati kamayishi bilan kontaktlarning zanglashiga olib keladigan tebranish chastotasi ortadi. Shunday qilib, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan tebranishlarining tabiiy chastotasi bobinning induktivligini yoki kondansatkichning sig'imini o'zgartirish orqali sozlanishi mumkin.

Ammo elektr zanjirida, mexanik tebranish tizimida bo'lgani kabi, sönümsiz, ya'ni olish mumkin. majburiy tebranishlar, agar har bir tebranishda kontaktlarning zanglashiga olib keladigan elektr energiyasining qo'shimcha qismlari bilan to'ldirilsa.

Qabul qilgich pallasida o'chirilgan elektr tebranishlari qanday qo'zg'atiladi va saqlanadi? Qabul qiluvchining antennasida qo'zg'atilgan radio chastotali tebranishlar. Bu tebranishlar kontaktlarning zanglashiga dastlabki zaryadini beradi va ular zanjirdagi elektronlarning ritmik tebranishlarini ham saqlaydi. Ammo qabul qiluvchi palladagi eng kuchli so'ndirilmagan tebranishlar faqat kontaktlarning zanglashiga olib keladigan tabiiy chastotasi antennadagi oqim chastotasi bilan rezonanslash paytida sodir bo'ladi. Bu nima degani?

Keksa avlod vakillarining aytishicha, Sankt-Peterburgda Misr ko‘prigi askarlarning qadam bosayotgani tufayli qulagan. Va bu, aftidan, bunday sharoitlarda sodir bo'lishi mumkin. Barcha askarlar ko'prik bo'ylab ritmik tarzda yurishdi. Natijada ko‘prik chayqalib, tebranishni boshladi. Tasodifan, ko'prikning tabiiy tebranish chastotasi askarlarning qadam chastotasiga to'g'ri keldi va ko'prik rezonansga kirdi.

Shakllanish ritmi ko'prikka ko'proq energiya berdi. Natijada, ko'prik shunchalik chayqaldiki, u qulab tushdi: harbiy tuzilmaning uyg'unligi ko'prikka zarar etkazdi. Agar ko'prikning tabiiy tebranish chastotasi askarlarning qadam chastotasi bilan rezonansi bo'lmaganida, ko'prik bilan hech narsa sodir bo'lmagan bo'lardi. Shuning uchun, aytmoqchi, askarlar zaif ko'priklardan o'tishganda, "oyog'ingizni yiqit" buyrug'ini berish odat tusiga kiradi.

Mana tajriba. Ba'zi torli musiqa asbobiga borib, baland ovozda "a" deb baqiring: torlardan biri javob beradi va ovoz chiqaradi. Ushbu tovushning chastotasi bilan rezonansga ega bo'lgan tovush boshqa torlarga qaraganda kuchliroq tebranadi - u tovushga javob beradi.

Yana bir tajriba - mayatnik bilan. Yupqa arqonni gorizontal ravishda cho'zing. Unga ip va plastilindan yasalgan bir xil mayatnikni bog'lang (42-rasm). Boshqa shunga o'xshash sarkacni arqon ustiga tashlang, lekin uzunroq ip bilan. Ushbu mayatnikning suspenziyasining uzunligini ipning bo'sh uchini qo'lingiz bilan tortib o'zgartirish mumkin. Sarkacni tebranish harakatiga o'rnating. Bunday holda, birinchi mayatnik ham tebranishni boshlaydi, lekin kichikroq amplituda bilan. Ikkinchi mayatnikning tebranishlarini to'xtatmasdan, uning osma uzunligini asta-sekin kamaytiring - birinchi mayatnikning tebranishlari amplitudasi ortadi. Mexanik tebranishlarning rezonansini ko'rsatadigan ushbu tajribada birinchi mayatnik ikkinchi mayatnik tomonidan qo'zg'atilgan tebranishlarni qabul qiluvchi hisoblanadi. Birinchi mayatnikni tebranishga majburlovchi sabab ikkinchi mayatnikning tebranish chastotasiga teng chastotali taranglik sterjenining davriy tebranishlaridir. Birinchi mayatnikning majburiy tebranishlari uning tabiiy chastotasi ikkinchisining tebranish chastotasiga to'g'ri kelgandagina maksimal amplitudaga ega bo'ladi.

Guruch. 42. Rezonans hodisasini tasvirlovchi tajriba

Bunday yoki shunga o'xshash hodisalar, faqat, albatta, elektr kelib chiqishi, qabul qilgichning tebranish pallasida ham kuzatiladi. Ko'pgina radiostansiyalarning to'lqinlari ta'siridan qabul qiluvchi antennada turli chastotalar oqimlari hayajonlanadi. Radiochastotalarning barcha tebranishlaridan biz faqat eshittirishlarini tinglamoqchi bo'lgan radiostansiyaning tashuvchi chastotasini tanlashimiz kerak. Buning uchun biz g'altakning burilish sonini va tebranuvchi kondansatkichning sig'imini tanlashimiz kerak, shunda uning tabiiy chastotasi bizni qiziqtirgan stantsiyaning radio to'lqinlari tomonidan antennada yaratilgan oqim chastotasiga to'g'ri keladi. Bunday holda, eng kuchli tebranishlar u sozlangan radiostansiyaning tashuvchisi chastotasi bilan kontaktlarning zanglashiga olib keladi. Bu qabul qiluvchi pallasini uzatish stantsiyasining chastotasi bilan rezonansda sozlash. Bunday holda, boshqa stantsiyalarning signallari umuman eshitilmaydi yoki juda jim eshitiladi, chunki ular kontaktlarning zanglashiga olib keladigan tebranishlari ko'p marta zaifroq bo'ladi.

Shunday qilib, birinchi qabul qiluvchining sxemasini radiostansiyaning tashuvchisi chastotasi bilan rezonansga sozlab, siz uning yordami bilan faqat ushbu stantsiyaning chastotali tebranishlarini tanladingiz va izolyatsiya qildingiz. Sxema antennadan kerakli tebranishlarni qanchalik yaxshi ajratsa, qabul qilgichning selektivligi qanchalik baland bo'lsa, boshqa radiostantsiyalarning shovqini shunchalik zaif bo'ladi.

Hozirgacha men sizga yopiq tebranish zanjiri, ya'ni tabiiy chastotasi faqat g'altakning induktivligi va uni tashkil etuvchi kondansatkichning sig'imi bilan belgilanadigan sxema haqida gapirib berdim. Shu bilan birga, qabul qiluvchining kirish pallasida antenna va tuproq ham mavjud. Bu endi yopiq emas, balki ochiq tebranish davri. Haqiqat shundaki, antenna simi va tuproq ma'lum bir elektr sig'imga ega bo'lgan kondansatörning "plastinkalari" (43-rasm). Telning uzunligiga va antennaning erdan balandligiga qarab, bu sig'im bir necha yuz pikofarad bo'lishi mumkin. Bunday kondansatör rasmda. ZCH, lekin chiziqli chiziqlar bilan ko'rsatilgan. Ammo antenna va zamin ham katta bobinning to'liq bo'lmagan burilishi deb hisoblanishi mumkin.

Guruch. 43. Antenna va topraklama - ochiq tebranish davri

Shunday qilib, antenna va topraklama birgalikda indüktansa ega. Va sig'im indüktans bilan birgalikda tebranish davrini hosil qiladi.

Ochiq tebranish zanjiri bo'lgan bunday sxema ham o'ziga xos tebranish chastotasiga ega. Antenna va yer o'rtasida induktorlar va kondansatörlarni ulash orqali biz uning tabiiy chastotasini o'zgartirishimiz, uni turli radiostansiyalarning chastotalari bilan rezonansga sozlashimiz mumkin. Bu amalda qanday amalga oshirilishini allaqachon bilasiz.

Tebranish sxemasi radio qabul qiluvchining "yuragi" deb aytsam, xato qilmayman. Va shunchaki radio emas. Bunga keyinroq ishonch hosil qilasiz. Shuning uchun men unga katta e'tibor berdim.

Men qabul qiluvchining ikkinchi elementiga - detektorga murojaat qilaman.

Ushbu maqolada biz tebranish davri nima ekanligini aytib beramiz. Ketma-ket va parallel tebranish davri.

Tebranish davri - elektromagnit tebranishlarni yaratish uchun zarur bo'lgan radioelektron elementlarni o'z ichiga olgan qurilma yoki elektr sxemasi. Elementlarning ulanishiga qarab ikki turga bo'linadi: izchil Va parallel.

Tebranish sxemasining asosiy radioelement bazasi: Kondensator, quvvat manbai va induktor.

Seriyali tebranish zanjiri eng oddiy rezonansli (tebranishli) sxema hisoblanadi. Seriyali tebranish sxemasi ketma-ket ulangan induktor va kondansatördan iborat. Bunday zanjir o'zgaruvchan (garmonik) kuchlanishga duchor bo'lganda, o'zgaruvchan tok bobin va kondansatör orqali o'tadi, uning qiymati Ohm qonuniga muvofiq hisoblanadi:I = U / X S, Qayerda X S— ketma-ket ulangan lasan va kondansatkichning reaktivliklarining yig'indisi (sum moduli ishlatiladi).

Xotirangizni yangilash uchun keling, kondansatör va induktorning reaktivligi qo'llaniladigan o'zgaruvchan kuchlanish chastotasiga qanday bog'liqligini eslaylik. Induktor uchun bu bog'liqlik quyidagicha ko'rinadi:

Formula shuni ko'rsatadiki, chastota ortishi bilan induktorning reaktivligi ortadi. Kondensator uchun uning reaktivligining chastotaga bog'liqligi quyidagicha ko'rinadi:

Endüktansdan farqli o'laroq, kondansatör bilan hamma narsa aksincha sodir bo'ladi - chastota oshgani sayin reaktivlik kamayadi. Quyidagi rasmda lasan reaktivlarining bog'liqliklari grafik tarzda ko'rsatilgan X L va kondansatör X C siklik (aylana) chastotadan ω , shuningdek, chastotaga bog'liqlik grafigi ω ularning algebraik yig'indisi X S. Grafik, asosan, ketma-ket tebranish zanjirining umumiy reaktivligining chastotaga bog'liqligini ko'rsatadi.

Grafik ma'lum bir chastotada ekanligini ko'rsatadi ō=ō r, bunda lasan va kondansatkichning reaktsiyalari kattalik bo'yicha teng (qiymati teng, lekin ishoraga qarama-qarshi), kontaktlarning zanglashiga olib keladigan umumiy qarshiligi nolga aylanadi. Ushbu chastotada kontaktlarning zanglashiga olib keladigan maksimal oqimi kuzatiladi, bu faqat induktordagi ohmik yo'qotishlar (ya'ni, sariq o'rash simining faol qarshiligi) va oqim manbai (generator) ning ichki qarshiligi bilan chegaralanadi. Fizikada rezonans deb ataladigan ko'rib chiqilayotgan hodisaning kuzatiladigan chastotasi rezonans chastotasi yoki zanjirning tabiiy chastotasi deb ataladi. Grafikdan ham ko'rinib turibdiki, rezonans chastotasidan past chastotalarda ketma-ket tebranish zanjirining reaktivligi sig'imli, yuqori chastotalarda esa induktivdir. Rezonans chastotasining o'ziga kelsak, uni Tomson formulasi yordamida hisoblash mumkin, biz induktor va kondansatkichning reaktivliklari formulalaridan kelib chiqib, ularning reaktsiyalarini bir-biriga tenglashtirishimiz mumkin:

O'ngdagi rasmda ohmik yo'qotishlarni hisobga olgan holda ketma-ket rezonansli zanjirning ekvivalent sxemasi ko'rsatilgan. R, amplitudali ideal harmonik kuchlanish generatoriga ulangan U. Bunday zanjirning umumiy qarshiligi (empedans) quyidagicha aniqlanadi: Z = √(R 2 +X S 2), Qayerda X S = ō L-1/ōC. Rezonans chastotasida, bobin reaktivligi qiymatlari qachon X L = ōL va kondansatör X C = 1/ōS moduli, qiymati bo'yicha teng X S nolga tushadi (shuning uchun kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qarshiligi sof faoldir) va kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim generator kuchlanish amplitudasining ohmik yo'qotishlar qarshiligiga nisbati bilan aniqlanadi: I=U/R. Shu bilan birga, reaktiv elektr energiyasi saqlanadigan bobin va kondansatkichda bir xil kuchlanish tushadi. U L = U C = IX L = IX C.

Rezonansdan boshqa har qanday chastotada bobin va kondansatkichdagi kuchlanishlar bir xil emas - ular kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim amplitudasi va reaktiv modullarning qiymatlari bilan belgilanadi. X L Va X C Shuning uchun ketma-ket tebranish pallasida rezonans odatda kuchlanish rezonansi deb ataladi. Zanjirning rezonans chastotasi zanjirning qarshiligi tabiatan sof faol (rezistor) bo'lgan chastotadir. Rezonans sharti induktor va sig'imning reaktivlik qiymatlarining tengligidir.

Tebranish davrining eng muhim parametrlaridan biri (albatta, rezonans chastotasidan tashqari) uning xarakterli (yoki to'lqin) impedansidir. ρ va sxema sifat omili Q. Devrenning xarakterli (to'lqinli) impedansi ρ rezonans chastotasidagi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan sig'im va indüktans reaktivligining qiymati: r = X L = X C da ō =ō r. Xarakteristik empedansni quyidagicha hisoblash mumkin: r = √(L/C). Xarakterli impedans ρ zanjirning reaktiv elementlari - bobin (magnit maydon energiyasi) tomonidan saqlanadigan energiyaning miqdoriy o'lchovidir. W L = (LI 2)/2 va kondansatör (elektr maydon energiyasi) W C =(CU 2)/2. Zanjirning reaktiv elementlari tomonidan saqlanadigan energiyaning ohmik (rezistor) yo'qotishlar energiyasiga nisbati odatda sifat omili deb ataladi. Q kontur, ya'ni ingliz tilida "sifat" degan ma'noni anglatadi.

Tebranish zanjirining sifat koeffitsienti- rezonansning chastota ta'sirining amplitudasi va kengligini aniqlaydigan va kontaktlarning zanglashiga olib keladigan energiya zahiralari bir tebranish davridagi energiya yo'qotishlaridan necha marta ko'pligini ko'rsatadigan xarakteristika. Sifat omili faol yuk qarshiligining mavjudligini hisobga oladi R.

Har uch element ketma-ket ulangan RLC davrlarida ketma-ket tebranish davri uchun sifat koeffitsienti hisoblanadi:

Qayerda R, L Va C

Sifat omilining o'zaro ta'siri d = 1/Q kontaktlarning zanglashiga olib kelishi deyiladi. Sifat omilini aniqlash uchun odatda formuladan foydalaniladi Q = r/R, Qayerda R- kontaktlarning zanglashiga olib keladigan (faol yo'qotishlar) kuchini tavsiflovchi zanjirning ohmik yo'qotishlarining qarshiligi P = I 2 R. Diskret induktorlar va kondansatkichlarda yaratilgan haqiqiy tebranish davrlarining sifat koeffitsienti bir necha birlikdan yuzlab yoki undan ko'p bo'ladi. Pyezoelektrik va boshqa effektlar (masalan, kvarts rezonatorlari) printsipi asosida qurilgan turli tebranish tizimlarining sifat omili bir necha ming yoki undan ko'proqqa yetishi mumkin.

Texnologiyada amplituda-chastotali xarakteristikalar (AFC) yordamida turli davrlarning chastota xususiyatlarini baholash odatiy holdir, sxemalarning o'zi esa to'rt terminalli tarmoqlar sifatida qaraladi. Quyidagi raqamlar ketma-ket tebranish davrini o'z ichiga olgan ikkita oddiy ikkita portli tarmoqni va ushbu davrlarning chastotali javobini ko'rsatadi, ular ko'rsatilgan (qattiq chiziqlar bilan ko'rsatilgan). Chastota javob grafiklarining vertikal o'qi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kuchlanishining nisbatini ko'rsatib, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kuchlanish koeffitsienti K qiymatini ko'rsatadi.

Passiv sxemalar uchun (ya'ni, kuchaytiruvchi elementlar va energiya manbalarini o'z ichiga olmaydi) qiymat TO hech qachon birdan oshmaydi. Shaklda ko'rsatilgan kontaktlarning zanglashiga olib keladigan o'zgaruvchan tok qarshiligi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan chastotasiga teng bo'lgan ta'sir chastotasida minimal bo'ladi. Bunday holda, elektron uzatish koeffitsienti birlikka yaqin (sxemadagi ohmik yo'qotishlar bilan aniqlanadi). Rezonansdan juda farq qiladigan chastotalarda kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qarshiligi juda yuqori va shuning uchun kontaktlarning zanglashiga olib keladigan koeffitsienti deyarli nolga tushadi.

Ushbu zanjirda rezonans mavjud bo'lganda, kirish signali manbai aslida kichik tutashuv qarshiligi bilan qisqa tutashgan bo'lib, buning natijasida rezonans chastotasida bunday kontaktlarning zanglashiga olib o'tish koeffitsienti deyarli nolga tushadi (yana chekli yo'qotish mavjudligi sababli). qarshilik). Aksincha, rezonansdan sezilarli darajada uzoqroq bo'lgan kirish chastotalarida kontaktlarning zanglashiga olib keladigan koeffitsienti birlikka yaqin bo'lib chiqadi. Tebranish davrining rezonansga yaqin chastotalarda uzatish koeffitsientini sezilarli darajada o'zgartirish xususiyati amalda ma'lum chastotali signalni boshqa chastotalarda joylashgan ko'plab keraksiz signallardan ajratish zarur bo'lganda keng qo'llaniladi. Shunday qilib, har qanday radio qabul qilgichda tebranish davrlari yordamida kerakli radiostansiyaning chastotasini sozlash ta'minlanadi. Ko'p chastotalardan birini tanlash uchun tebranish zanjirining xususiyati odatda selektivlik yoki selektivlik deb ataladi. Bunday holda, ta'sir chastotasi rezonansdan o'chirilganda, kontaktlarning zanglashiga olib borish koeffitsientining o'zgarishi intensivligi odatda o'tish diapazoni deb ataladigan parametr yordamida baholanadi. O'tish diapazoni chastota diapazoni sifatida qabul qilinadi, uning ichida rezonans chastotasidagi qiymatiga nisbatan uzatish koeffitsientining pasayishi (yoki o'sishi) 0,7 (3 dB) dan oshmaydi.

Grafiklardagi nuqtali chiziqlar aynan bir xil zanjirlarning chastota ta'sirini ko'rsatadi, ularning tebranish davrlari yuqorida ko'rib chiqilgan holatdagi kabi bir xil rezonans chastotalariga ega, ammo sifat koeffitsienti pastroq (masalan, induktor sim bilan o'ralgan). to'g'ridan-to'g'ri oqimga yuqori qarshilikka ega). Raqamlardan ko'rinib turibdiki, bu sxemaning tarmoqli kengligini kengaytiradi va uning selektiv xususiyatlarini yomonlashtiradi. Shunga asoslanib, tebranish davrlarini hisoblash va loyihalashda ularning sifat koeffitsientini oshirishga harakat qilish kerak. Biroq, ba'zi hollarda, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan sifat koeffitsienti, aksincha, (masalan, induktor bilan ketma-ket kichik rezistorni kiritish orqali) kam baholanishi kerak, bu esa keng polosali signallarning buzilishini oldini oladi. Garchi amalda etarlicha keng polosali signalni izolyatsiya qilish zarur bo'lsa-da, selektiv sxemalar, qoida tariqasida, bitta tebranish davrlarida emas, balki murakkabroq bog'langan (ko'p devirli) tebranish tizimlarida, shu jumladan. ko'p qismli filtrlar.

Parallel tebranish zanjiri

Turli xil radiotexnika qurilmalarida ketma-ket tebranish davrlari bilan bir qatorda, ko'pincha parallel tebranish davrlari qo'llaniladi (ketma-ket bo'lganlardan ham ko'proq). Bu erda turli xil reaktivlik naqshlariga ega bo'lgan ikkita reaktiv element parallel ravishda ulanadi, Ma'lumki, elementlar parallel ravishda ulanganda, siz ularning qarshiligini qo'sha olmaysiz - faqat ularning o'tkazuvchanligini qo'shishingiz mumkin. Rasmda induktorning reaktiv o'tkazuvchanliklarining grafik bog'liqliklari ko'rsatilgan B L = 1/ōL, kondansatör B C = -ōC, shuningdek, umumiy o'tkazuvchanlik S ichida, parallel tebranish davrining reaktiv o'tkazuvchanligi bo'lgan bu ikki element. Xuddi shunday, ketma-ket tebranish davriga kelsak, rezonans deb ataladigan ma'lum bir chastota mavjud bo'lib, unda bobin va kondansatörning reaktivligi (va shuning uchun o'tkazuvchanlik) bir xil bo'ladi. Ushbu chastotada parallel tebranish zanjirining yo'qotishsiz umumiy o'tkazuvchanligi nolga aylanadi. Bu shuni anglatadiki, bu chastotada tebranish davri o'zgaruvchan tokga cheksiz katta qarshilikka ega.

Agar sxema reaktivligining chastotaga bog'liqligini chizsak X S = 1/B S, quyidagi rasmda ko'rsatilgan bu egri chiziq, nuqtada ō = ō r ikkinchi turdagi uzilishga ega bo'ladi. Haqiqiy parallel tebranish zanjirining qarshiligi (ya'ni yo'qotishlar bilan), albatta, abadiylikka teng emas - u pastroq bo'lsa, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan yo'qotishlarning ohmik qarshiligi qanchalik katta bo'lsa, ya'ni u pasayishiga to'g'ridan-to'g'ri mutanosib ravishda kamayadi. sxemaning sifat omili. Umuman olganda, tebranish zanjirining sifat omili, xarakterli impedansi va rezonans chastotasi tushunchalarining fizik ma'nosi, shuningdek, ularning hisoblash formulalari ketma-ket va parallel tebranish zanjirlari uchun amal qiladi.

Induktivlik, sig'im va qarshilik parallel ravishda ulangan parallel tebranish davri uchun sifat koeffitsienti hisoblanadi:

Qayerda R, L Va C- mos ravishda rezonans zanjirining qarshiligi, induktivligi va sig'imi.

Garmonik tebranish generatori va parallel tebranish sxemasidan tashkil topgan sxemani ko'rib chiqaylik. Agar generatorning tebranish chastotasi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan chastotasiga to'g'ri keladigan bo'lsa, uning induktiv va sig'imli shoxlari o'zgaruvchan tokka teng qarshilikka ega, buning natijasida kontaktlarning zanglashiga olib keladigan tarmoqlaridagi oqimlar bir xil bo'ladi. Bunday holda, ular kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim rezonansi borligini aytishadi. Ketma-ket tebranish zanjirida bo'lgani kabi, g'altak va kondansatkichning reaktivligi bir-birini bekor qiladi va kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqimga qarshiligi sof faol (rezistor) bo'ladi. Ko'pincha texnologiyada ekvivalent deb ataladigan ushbu qarshilikning qiymati kontaktlarning zanglashiga olib keladigan sifat koeffitsienti mahsuloti va uning xarakterli qarshiligi bilan belgilanadi. R ekv = Q r. Rezonansdan boshqa chastotalarda kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qarshiligi pasayadi va past chastotalarda reaktiv bo'ladi - induktiv (chunki chastota pasayganda induktivlikning reaktivligi kamayadi), va yuqori chastotalarda - aksincha, sig'imli (sig'imning reaktivligi sababli) chastota ortishi bilan kamayadi).

Keling, to'rt kutupli tarmoqlarning uzatish koeffitsientlari ketma-ket tebranish davrlarini emas, balki parallel bo'lganlarni o'z ichiga olgan chastotaga qanday bog'liqligini ko'rib chiqaylik.

Rasmda ko'rsatilgan to'rt terminalli tarmoq kontaktlarning zanglashiga olib keladigan chastotasi katta oqim qarshiligini anglatadi, shuning uchun qachon ō=ō r uning uzatish koeffitsienti nolga yaqin bo'ladi (ohmik yo'qotishlarni hisobga olgan holda). Rezonansdan boshqa chastotalarda kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qarshiligi pasayadi va to'rt terminalli tarmoqning uzatish koeffitsienti ortadi.

Yuqoridagi rasmda ko'rsatilgan to'rt terminalli tarmoq uchun vaziyat teskarisi bo'ladi - rezonans chastotasida kontaktlarning zanglashiga olib kelishi juda yuqori qarshilikka ega bo'ladi va deyarli barcha kirish kuchlanishi chiqish terminallariga (ya'ni uzatish) o'tadi. koeffitsient maksimal va birlikka yaqin bo'ladi). Agar kirish harakatining chastotasi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan chastotasidan sezilarli darajada farq qilsa, to'rtburchakning kirish terminallariga ulangan signal manbai amalda qisqa tutashgan bo'ladi va uzatish koeffitsienti nolga yaqin bo'ladi.

Seriyali tebranish zanjiri ketma-ket ulangan induktor va kondansatkichdan tashkil topgan zanjirdir. Diagrammalar bo'yicha ideal Seriyali tebranish sxemasi quyidagicha belgilanadi:

Haqiqiy tebranish sxemasi bobin va kondansatkichning yo'qotish qarshiligiga ega. Ushbu umumiy yo'qotish qarshiligi R harfi bilan belgilanadi. Natijada, haqiqiy ketma-ket tebranish sxemasi quyidagicha ko'rinadi:

R - sariq va kondansatkichning umumiy yo'qotish qarshiligi

L - lasanning haqiqiy induktivligi

C - kondansatkichning o'zi sig'imi

Tebranish sxemasi va chastota generatori

Keling, har bir elektronika darsligida mavjud bo'lgan klassik tajriba qilaylik. Buning uchun quyidagi diagrammani tuzamiz:

Bizning generatorimiz sinus hosil qiladi.

Oscillogrammani ketma-ket tebranish zanjiri orqali yozib olish uchun biz kontaktlarning zanglashiga olib 0,5 Ohm past qarshilikka ega shunt rezistorini ulaymiz va undan kuchlanishni olib tashlaymiz. Ya'ni, bu holda biz kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim kuchini kuzatish uchun shuntdan foydalanamiz.

Va aslida diagrammaning o'zi:

Chapdan o'ngga: shunt qarshiligi, induktor va kondansatör. Siz allaqachon tushunganingizdek, qarshilik R - bu bobin va kondansatörning umumiy yo'qotish qarshiligi, chunki ideal radio elementlar yo'q. U lasan va kondansatör ichida "yashirin", shuning uchun haqiqiy zanjirda biz uni alohida radio element sifatida ko'rmaymiz.

Endi biz qilishimiz kerak bo'lgan yagona narsa bu sxemani chastota generatoriga va osiloskopga ulash va uni ba'zi chastotalar orqali boshqarish, shuntdan osillogramma olish. U sh, shuningdek, generatorning o'zidan osillogramma olish U GENE.

Shuntdan biz kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqimning harakatini aks ettiruvchi kuchlanishni va generatordan generator signalining o'zini olib tashlaymiz. Keling, sxemamizni ba'zi chastotalar orqali o'tkazamiz va nima ekanligini bilib olaylik.

Chastotaning tebranish zanjirining qarshiligiga ta'siri

Shunday ekan, ketaylik. O'chirishda men 1 mkF kondansatör va 1 mH induktorni oldim. Jeneratörda men 4 voltlik tebranish bilan sinus to'lqinini o'rnatdim. Qoidani eslaylik: agar zanjirda radioelementlarning ulanishi ketma-ket ketma-ket sodir bo'lsa, demak ular orqali bir xil oqim o'tadi.

Qizil to'lqin shakli chastota generatoridan kuchlanishdir va sariq to'lqin shakli shunt qarshiligidagi kuchlanish orqali oqimning ko'rinishidir.

Kopek bilan 200 Gerts chastotasi:

Ko'rib turganimizdek, bu chastotada bu zanjirda oqim mavjud, ammo u juda zaif

Chastotani qo'shish. Kopek bilan 600 Gerts

Bu erda biz oqim kuchi ortganini aniq ko'rishimiz mumkin, shuningdek, joriy osillogramma kuchlanishdan oldinda ekanligini ko'ramiz. Kondensator hidiga o'xshaydi.

Chastotani qo'shish. 2 kilogerts

Hozirgi kuch yanada kuchaydi.

3 kilogerts

Hozirgi kuch oshdi. Faza almashinuvi pasayishni boshlaganiga ham e'tibor bering.

4,25 kilogerts

Oscillogramlar deyarli bittaga birlashadi. Kuchlanish va oqim o'rtasidagi faza almashinuvi deyarli sezilmaydi.

Va ba'zi bir chastotalarda oqim kuchi maksimal bo'ldi va faza almashinuvi nolga aylandi. Bu daqiqani eslang. Bu biz uchun juda muhim bo'ladi.

Yaqinda oqim kuchlanishdan oldinda edi, ammo endi u fazada u bilan moslashganidan keyin allaqachon orqada qola boshladi. Oqim allaqachon kuchlanishdan orqada qolganligi sababli, u allaqachon induktorning reaktivligi kabi hidlaydi.

Biz chastotani yanada oshiramiz

Joriy quvvat pasayishni boshlaydi va faza almashinuvi kuchayadi.

22 kilogerts

74 kilogerts

Ko'rib turganingizdek, chastota ortishi bilan siljish 90 darajaga yaqinlashadi va oqim kamroq va kamroq bo'ladi.

Rezonans

Keling, faza almashinuvi nolga teng bo'lgan va ketma-ket tebranish zanjiri orqali o'tadigan oqim maksimal bo'lgan paytni batafsil ko'rib chiqaylik:

Bu hodisa deyiladi rezonans.

Esingizda bo'lsa, agar bizning qarshiligimiz kichik bo'lsa va bu holda bobin va kondansatkichning yo'qotish qarshiliklari juda kichik bo'lsa, Ohm qonuniga muvofiq zanjirda katta oqim oqishi boshlanadi: I=U/R. Agar generator kuchli bo'lsa, undagi kuchlanish o'zgarmaydi va qarshilik ahamiyatsiz va voila bo'ladi! Oqim yomg'irdan keyin qo'ziqorin kabi o'sadi, biz buni rezonansda sariq osillogrammaga qarab ko'rdik.

Tomson formulasi

Agar rezonansda bobinning reaktivligi kondansatkichning reaktivligiga teng bo'lsa X L = X C, keyin siz ularning reaktsiyalarini tenglashtirishingiz mumkin va u erdan rezonans sodir bo'lgan chastotani hisoblashingiz mumkin. Shunday qilib, bobinning reaktivligi formula bilan ifodalanadi:

Kondensatorning reaktivligi quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi:

Ikkala tomonni tenglashtiramiz va shu yerdan hisoblaymiz F:

Bu holda biz formulani oldik rezonans chastotasi. Ushbu formula boshqacha nomlanadi Tomson formulasi, tushunganingizdek, uni olib chiqqan olim sharafiga.

Ketma-ket tebranish zanjirimizning rezonans chastotasini hisoblash uchun Tomson formulasidan foydalanamiz. Buning uchun men RLC tranzistormetrimni ishlataman.

Bobinning induktivligini o'lchaymiz:

Va biz o'z imkoniyatlarimizni o'lchaymiz:

Biz rezonans chastotamizni formuladan foydalanib hisoblaymiz:

Men 5,09 kilogerts oldim.

Chastotani sozlash va osiloskop yordamida men 4,78 Kilohertz chastotada rezonansni ushladim (pastki chap burchakda yozilgan)

Keling, asboblarni o'lchash xatosiga 200 kopek Hertz xatosini yozamiz. Ko'rib turganingizdek, Tompson formulasi ishlaydi.

Kuchlanish rezonansi

Keling, lasan va kondansatörning boshqa parametrlarini olaylik va radio elementlarning o'zida nima sodir bo'layotganini ko'rib chiqamiz. Biz hamma narsani yaxshilab bilib olishimiz kerak ;-). Men induktivligi 22 mikroenri bo'lgan induktorni olaman:

va 1000 pF kondansatör

Shunday qilib, rezonansni ushlash uchun men qo'shmayman. Yana ayyorroq ish qilaman.

Mening chastota generatorim xitoylik va kam quvvatli bo'lgani uchun, rezonans paytida biz faqat kontaktlarning zanglashiga olib keladigan faol yo'qotish qarshiligiga egamiz R umumiy qarshilik hali ham kichik qiymatdir, shuning uchun rezonansdagi oqim maksimal qiymatlarga etadi. Natijada, chastota generatorining ichki qarshiligida munosib kuchlanish pasayadi va generatorning chiqish chastotasi amplitudasi tushadi. Men bu amplitudaning minimal qiymatini ushlayman. Shuning uchun bu tebranish davrining rezonansi bo'ladi. Generatorni ortiqcha yuklash yaxshi emas, lekin ilm-fan uchun nima qila olmaysiz!

Xo'sh, boshlaylik ;-). Avval Tomson formulasi yordamida rezonans chastotasini hisoblaymiz. Buning uchun men Internetda onlayn kalkulyatorni ochaman va bu chastotani tezda hisoblayman. Men 1,073 Megahertz oldim.

Men chastota generatoridagi rezonansni minimal amplituda qiymatlari bilan ushlayman. Bu shunday bo'ldi:

Tepalikdan tepaga amplituda 4 volt

Chastota generatorida 17 voltdan ortiq tebranish bo'lsa-da! Xuddi shunday, keskinlik ancha pasayib ketdi. Ko'rib turganingizdek, rezonans chastotasi hisoblanganidan bir oz farq qildi: 1,109 Megahertz.

Endi biroz qiziqarli ;-)

Bu bizning ketma-ket tebranish pallasida qo'llaniladigan signaldir:

Ko'rib turganingizdek, mening generatorim rezonans chastotasida tebranish pallasiga katta oqim etkazib bera olmaydi, shuning uchun signal cho'qqilarda biroz buzilgan bo'lib chiqdi.

Xo'sh, endi eng qiziqarli qism. Keling, rezonans chastotasida kondansatör va g'altakning kuchlanish pasayishini o'lchaymiz. Ya'ni, u quyidagicha ko'rinadi:

Biz kondansatördagi kuchlanishni ko'rib chiqamiz:

Amplitudali tebranish - 20 volt (5x4)! Qayerda? Axir, biz 2 volt chastotali tebranish pallasiga sinus to'lqinini etkazib berdik!

Xo'sh, osiloskopga nimadir bo'lgandir? Bobindagi kuchlanishni o'lchaymiz:

Odamlar! Bepul!!! Biz generatordan 2 volt quvvat berdik, lekin lasanda ham, kondansatkichda ham 20 volt oldik! Energiyani 10 marta oshiradi! Faqat kondansatkich yoki lasandan energiyani olib tashlashga vaqt toping!

Xo'sh, yaxshi, bu shunday bo'lgani uchun ... Men 12 voltli moped lampochkasini olib, uni kondansatkich yoki lasanga ulayman. Lampochka qanday chastotada ishlashni va qanday oqimni iste'mol qilishni bilishga o'xshaydi. Men amplitudani shunday o'rnatdimki, lasan yoki kondansatkichda taxminan 20 volt bo'lsin, chunki o'rtacha kvadrat kuchlanish 14 volt atrofida bo'ladi va men ularga birma-bir lampochkani biriktiraman:

Ko'rib turganingizdek - to'liq nol. Yorug'lik yonmaydi, shuning uchun sochingizni oling, bepul energiya muxlislari). Quvvat oqim va kuchlanish mahsuloti bilan aniqlanishini unutmagansiz, to'g'rimi? Etarli kuchlanish borga o'xshaydi, lekin afsuski, hozirgi kuch! Shuning uchun ketma-ket tebranish zanjiri ham deyiladi tor polosali (rezonansli) kuchlanish kuchaytirgichi, kuch emas!

Keling, ushbu tajribalarda topilgan narsalarni umumlashtiramiz.

Rezonansda lasan va kondansatkichdagi kuchlanish biz tebranish pallasida qo'llaganimizdan ancha katta bo'lib chiqdi. Bu holatda biz 10 barobar ko'p narsalarni oldik. Nima uchun rezonansda bobindagi kuchlanish kondansatkichdagi kuchlanishga teng? Buni tushuntirish oson. Ketma-ket tebranish pallasida bobin va o'tkazgich bir-birini ta'qib qilganligi sababli, zanjirda bir xil oqim oqadi.

Rezonansda lasanning reaktivligi kondansatkichning reaktivligiga teng bo'ladi. Shunt qoidasiga ko'ra, biz sariq bo'ylab kuchlanish tushishini topamiz U L = IX L, va kondansatkichda U C = IX C. Va rezonansdan beri biz bor X L = X C, keyin biz buni olamiz U L = U C, zanjirdagi oqim bir xil ;-). Shuning uchun ketma-ket tebranish zanjiridagi rezonans ham deyiladi kuchlanish rezonansi, chunki rezonans chastotada bobindagi kuchlanish kondansatkichdagi kuchlanishga teng.

Sifat omili

Xo'sh, biz tebranish davrlari mavzusini ko'tarishni boshlaganimiz sababli, biz bunday parametrni e'tiborsiz qoldira olmaymiz. sifat omili tebranish davri. Biz allaqachon ba'zi tajribalarni o'tkazganimiz sababli, kuchlanish amplitudasi asosida sifat omilini aniqlash biz uchun osonroq bo'ladi. Sifat omili xat bilan ko'rsatilgan Q va birinchi oddiy formula yordamida hisoblanadi:

Keling, bizning holatimizda sifat omilini hisoblaylik.

Bir kvadratni vertikal ravishda bo'lish narxi 2 volt bo'lganligi sababli, chastota generatori signalining amplitudasi 2 voltga teng.

Va bu bizda kondansatör yoki bobinning terminallarida mavjud. Bu erda bir kvadratni vertikal ravishda bo'lish narxi 5 Volt. Biz kvadratlarni hisoblaymiz va ko'paytiramiz. 5x4=20 volt.

Sifat omili formulasidan foydalanib hisoblaymiz:

Q=20/2=10. Asos sifatida, ozgina va ozgina emas. Bu qiladi. Sifat omilini amalda shunday topish mumkin.

Sifat omilini hisoblash uchun ikkinchi formula ham mavjud.

Qayerda

R - zanjirdagi yo'qotish qarshiligi, Ohm

L - induktivlik, Genri

C - sig'im, Farad

Sifat omilini bilib, siz yo'qotish qarshiligini osongina topishingiz mumkin R ketma-ket tebranish davri.

Bundan tashqari, sifat omili haqida bir necha so'z qo'shmoqchiman. Sxemaning sifat koeffitsienti tebranish sxemasining sifat ko'rsatkichidir. Asosan, ular har doim uni turli yo'llar bilan oshirishga harakat qilishadi. Agar siz yuqoridagi formulaga qarasangiz, sifat omilini oshirish uchun biz qandaydir tarzda tebranish davrining yo'qotish qarshiligini kamaytirishimiz kerakligini tushunishingiz mumkin. Yo'qotishlarning asosiy ulushi induktorga tegishli, chunki u allaqachon tizimli ravishda katta yo'qotishlarga ega. U simdan o'ralgan va ko'p hollarda yadroga ega. Yuqori chastotalarda simda teri effekti paydo bo'la boshlaydi, bu esa kontaktlarning zanglashiga olib keladi.

Xulosa

Seriyali tebranish zanjiri ketma-ket ulangan induktor va kondansatördan iborat.

Muayyan chastotada bobinning reaktivligi kondansatkichning reaktivligiga teng bo'ladi va bu kabi hodisa. rezonans.

Rezonansda g'altak va kondansatkichning reaktivliklari kattaligi bo'yicha teng bo'lsa-da, ishora jihatidan qarama-qarshidir, shuning uchun ular ayiriladi va nolga teng bo'ladi. Zanjirda faqat faol yo'qotish qarshiligi R qoladi.

Rezonansda kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim kuchi maksimal bo'ladi, chunki bobin va R kondansatkichlarining yo'qotish qarshiligi kichik qiymatga qo'shiladi.

Rezonansda bobindagi kuchlanish kondansatkichdagi kuchlanishga teng va generatordagi kuchlanishdan oshib ketadi.

Bobin yoki kondansatkichdagi kuchlanish generatordagi kuchlanishdan necha marta oshib ketganligini ko'rsatadigan koeffitsient ketma-ket tebranish zanjirining sifat omili Q deb ataladi va tebranish davrining sifatli bahosini ko'rsatadi. Asosan ular Q-ni imkon qadar katta qilishga harakat qilishadi.

Past chastotalarda tebranish pallasida rezonansdan oldin sig'imli oqim komponenti va rezonansdan keyin induktiv oqim komponenti mavjud.

ELEKTROMAGNETIK TABLOLANISHLAR.
BEPUL VA MAJBUR ELEKTR VIBRASYONLARI.

Elektromagnit tebranishlar elektr va magnit maydonlarining o'zaro bog'langan tebranishlaridir.

Elektromagnit tebranishlar turli xil elektr zanjirlarida paydo bo'ladi. Bunda zaryad miqdori, kuchlanish, tok kuchi, elektr maydon kuchi, magnit maydon induksiyasi va boshqa elektrodinamik miqdorlar o'zgarib turadi.

Erkin elektromagnit tebranishlar elektromagnit tizimda muvozanat holatidan chiqarilgandan so'ng, masalan, kondansatkichga zaryad berish yoki kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qismidagi oqimni o'zgartirish orqali paydo bo'ladi.

Bular susaygan tebranishlardir, chunki tizimga berilgan energiya isitish va boshqa jarayonlarga sarflanadi.

Majburiy elektromagnit tebranishlar - davriy ravishda o'zgarib turadigan tashqi sinusoidal EMF natijasida yuzaga keladigan zanjirdagi so'nmaydigan tebranishlar.

Elektromagnit tebranishlar mexanik qonunlar bilan bir xil qonunlar bilan tavsiflanadi, garchi bu tebranishlarning fizik tabiati butunlay boshqacha.

Elektr tebranishlari elektromagnitlarning alohida holati bo'lib, faqat elektr kattalikdagi tebranishlar hisobga olinadi. Bunday holda, ular o'zgaruvchan tok, kuchlanish, quvvat va boshqalar haqida gapirishadi.

TALABLANISH TOZILASI

Tebranish sxemasi - sig'imi C bo'lgan kondansatör, induktivligi L bo'lgan g'altak va R qarshiligi bilan ketma-ket ulangan rezistordan tashkil topgan elektr zanjiri.

Tebranish zanjirining barqaror muvozanat holati elektr maydonining minimal energiyasi (kondensator zaryadlanmagan) va magnit maydon (lasan orqali oqim yo'q) bilan tavsiflanadi.

Tizimning o'zi xususiyatlarini ifodalovchi miqdorlar (tizim parametrlari): L va m, 1/C va k

Tizimning holatini tavsiflovchi miqdorlar:

tizim holatining o'zgarish tezligini ifodalovchi miqdorlar: u = x"(t) Va i = q"(t).

ELEKtromagnit tebranishlarning xarakteristikalari

Zaryad uchun erkin tebranishlar tenglamasi ekanligini ko'rsatish mumkin q = q(t) zanjirdagi kondansatör shaklga ega

Qayerda q" zaryadning vaqtga nisbatan ikkinchi hosilasidir. Kattalik

siklik chastotadir. Xuddi shu tenglamalar oqim, kuchlanish va boshqa elektr va magnit miqdorlarning o'zgarishini tavsiflaydi.

(1) tenglamaning yechimlaridan biri garmonik funksiyadir

Zanjirdagi tebranish davri (Tomson) formulasi bilan ifodalanadi:

Sinus yoki kosinus belgisi ostida turgan ph = ώt + ph 0 miqdori tebranish fazasidir.

Faza har qanday vaqtda t tebranish tizimining holatini aniqlaydi.

Zanjirdagi oqim vaqtga nisbatan zaryadning hosilasiga teng, uni ifodalash mumkin

Faza almashinuvini aniqroq ifodalash uchun kosinusdan sinusga o'tamiz

O'zgaruvchan elektr toki

1. Harmonik EMF, masalan, induksiya bilan bir xil magnit maydonda doimiy burchak tezligida aylanadigan ramkada sodir bo'ladi B. Magnit oqimi F maydonga ega bo'lgan ramkani teshish S,

bu erda kvadratga normal va magnit induksiya vektori orasidagi burchak.

Faradayning elektromagnit induktsiya qonuniga ko'ra, induktsiyalangan emf tengdir

magnit induksiya oqimining o'zgarish tezligi qayerda.

Harmonik ravishda o'zgaruvchan magnit oqim sinusoidal induktsiyalangan emfni keltirib chiqaradi

induktsiyalangan emfning amplituda qiymati qayerda.

2. Agar kontaktlarning zanglashiga tashqi garmonik EMF manbai ulangan bo'lsa

keyin unda manba chastotasiga to'g'ri keladigan siklik chastotasi p bilan sodir bo'ladigan majburiy tebranishlar paydo bo'ladi.

Bunday holda, majburiy tebranishlar q zaryadini, potentsial farqni amalga oshiradi u, joriy quvvat i va boshqa fizik miqdorlar. Bu o'chirilgan tebranishlardir, chunki energiya kontaktlarning zanglashiga olib keladigan manbadan olinadi, bu esa yo'qotishlarni qoplaydi. Zanjirda garmonik ravishda o'zgaruvchan tok, kuchlanish va boshqa kattaliklar o'zgaruvchilar deb ataladi. Ularning hajmi va yo'nalishi aniq o'zgaradi. Faqat kattaligi bo'yicha o'zgarmaydigan toklar va kuchlanishlar pulsatsiyalanuvchi deyiladi.

Rossiyadagi sanoat AC davrlarida qabul qilingan chastota 50 Gts ni tashkil qiladi.

O'zgaruvchan tok faol qarshilik R bo'lgan o'tkazgichdan o'tganda chiqarilgan Q issiqlik miqdorini hisoblash uchun maksimal quvvat qiymatini ishlatib bo'lmaydi, chunki u faqat ma'lum bir vaqtning o'zida erishiladi. Davr davomida o'rtacha quvvatdan foydalanish kerak - davr davomida kontaktlarning zanglashiga olib kiradigan umumiy energiya W ning davr qiymatiga nisbati:

Demak, T vaqtida ajralib chiqadigan issiqlik miqdori:

O'zgaruvchan tok kuchining samarali qiymati I shunday to'g'ridan-to'g'ri oqimning kuchiga teng bo'lib, u T davriga teng vaqt ichida o'zgaruvchan tok bilan bir xil miqdorda issiqlik chiqaradi:

Shuning uchun samarali joriy qiymat

Xuddi shunday, samarali kuchlanish qiymati

TRANSFORMOR

Transformator- deyarli energiya yo'qotmasdan kuchlanishni bir necha marta oshiradigan yoki kamaytiradigan qurilma.

Transformator alohida plastinalardan yig'ilgan po'lat yadrodan iborat bo'lib, uning ustiga simli o'rashlari bo'lgan ikkita rulon biriktirilgan. Birlamchi o'rash o'zgaruvchan kuchlanish manbaiga ulanadi va elektr energiyasini iste'mol qiladigan qurilmalar ikkilamchi o'rashga ulanadi.

Hajmi

transformatsiya nisbati deb ataladi. Pastga tushiruvchi transformator uchun K > 1, kuchaytiruvchi transformator K uchun< 1.

Misol. Tebranuvchi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kondensator plitalaridagi zaryad vaqt o'tishi bilan tenglamaga muvofiq o'zgaradi. Zanjirdagi tebranishlar davri va chastotasini, siklik chastotasini, zaryad tebranishlarining amplitudasini va tok tebranishlarining amplitudasini toping. Tokning vaqtga bog'liqligini ifodalovchi i = i(t) tenglamani yozing.

Bu tenglamadan kelib chiqadi. Davr siklik chastota formulasi yordamida aniqlanadi

Tebranish chastotasi

Oqim kuchining vaqtga bog'liqligi quyidagi shaklga ega:

Hozirgi amplituda.

Javob: zaryad 0,02 s davr va 50 Gts chastota bilan tebranadi, bu 100 rad/s sikl chastotasiga to'g'ri keladi, tok tebranishlarining amplitudasi 510 3 A, oqim qonunga muvofiq o'zgaradi:

i=-5000 sin100t

“10-mavzu “Elektromagnit tebranishlar va to’lqinlar” mavzusi bo’yicha topshiriq va testlar.

Ko'ndalang va bo'ylama to'lqinlar. To'lqin uzunligi - Mexanik tebranishlar va to'lqinlar. Ovoz 9-sinf

O'qish foydali bo'lishi mumkin: