резонанс е един от най-често срещаните в природата на физичните явления.Резонанс Явлението може да се наблюдава в механични, електрически и термални системи дори.Без резонанс, нямаше да имаме радио, телевизия, музика и дори люлки на детската площадка, да не говорим за ефективни системи за диагностика, използвани в съвременната медицина.Един от най-интересните и полезни видове резонанс в резонанс верига напрежения.
резонансна верига елементи
резонанс явление може да се наблюдава в т.нар RLC-верига се състои от следните компоненти:
- R - резистори.Тези устройства, свързани с така наречените активни елементи на електрическата верига, електрическа енергия се превръща в топлина.С други думи, те се отстраняват от веригата и енергията се превръща в топлина.
- L - индуктивност.Индуктивност на електрически вериги - аналог маса или инерцията в механични системи.Този компонент не е много забележим във веригата, докато се опитвате да го направите някакви промени.В механиката, например, една такава промяна е промяната в скоростта.На електрическа верига - сегашната промяна.Ако по някаква причина се случва индуктивност съпротивлява този режим промяна верига.
- C - обозначение за кондензатори, които са устройства, които съхраняват електрическа енергия, точно както пролетта поддържа механична енергия.Индуктивност концентрати и магазини магнитна енергия, докато зарядът на кондензатор концентрати и по този начин съхранява електрическа енергия.
концепция на резонансна верига
ключови елементи на резонансна верига е индуктивност (L) и капацитет (C).Resistor тенденция да затихване на трептенията, така че тя премахва мощност от веригата.При разглеждането на процесите, протичащи в резонансна верига, ние временно игнорира, но трябва да се помни, че подобно на силата на триене в механични системи, електрическо съпротивление във веригите не може да бъде елиминиран.
напрежение резонанс и текущата резонанс
В зависимост от начина на присъединяване към основните елементи на резонансна верига може да бъде последователен и паралелен.Когато свържете сериен вибриращо верига с източник на напрежение с честота на сигнала, което съвпада с естествената честота, при определени условия, тя се появява отговора на стрес.Резонанс във веригата с паралелни връзки реактивни елементи, наречени резонансни токове.
естествена честота на резонансна верига
Ние можем да направим системата люлее със своя собствена честота.За да направите това, първо трябва да се зарежда кондензатор, както е показано в горния снимката в ляво.Когато това е направено, ключът се прехвърля към позицията, показана на същата фигура в дясно.
В момент "0", всички електрическата енергия се съхранява в кондензатор, и тока във веригата е равна на нула (фигура).Имайте предвид, че горната плоча на кондензатор е положително заредена, а долната - отрицателно.Ние не можем да видим трептения на електроните във веригата, но можем да измерим ток амперметър, и с осцилоскоп да се проследи зависимостта на текущото време.Имайте предвид, че T на нашия график - времето, необходимо, за да завършите едно колебание лагер в областта на електротехниката, наречена "периодът на колебание."
ток, който протича в посока на часовниковата стрелка (фигурата по-долу).Енергия се прехвърля от кондензатор на бобина индуктивност.На пръв поглед може да изглежда странно, че индуктивност осигурява енергия, но той изглежда като кинетичната енергия, съдържаща се в движеща се маса.
поток от енергия обратно в кондензатора, но имайте предвид, че полярността на кондензатор сега се променя.С други думи, долната плоча вече има положителен заряд, и горна плоча - отрицателен заряд (виж фигурата по-долу).
система вече е напълно адресирано, и енергията започва да тече от кондензатора обратно към индуктивност (виж фигурата по-долу).В резултат на енергия е напълно обратно към своя отправна точка и е готов да започне цикъла отново.
честота на трептене може да се сближи както следва:
- F = 1 / 2π (LC) 0,5,
където: F - честота, L - индуктивност, C - капацитет.
внимание в този пример методът отразява физическата същност на резонанс напрежението.
Research напрежение резонанс
В реално LC вериги винаги има леко съпротивление, което намалява с всяко увеличение цикъл в амплитудата на тока.След няколко цикъла, токът се намалява до нула.Този ефект се нарича "затихване на синусоидална сигнал".Скоростта на ток гниене на нула зависи от съпротивлението на веригата.Въпреки това, съпротивлението не променя честота на трептене на резонансната верига.Ако съпротивлението е достатъчно голям, синусоидални трептения в линия няма да има изобщо.
Очевидно е, че там, където има естествен честота, има възможност на резонансната процес на възбуждане.Ние правим това в поредица верига включително източника на захранване променливия ток (AC), както е показано в ляво.Терминът "променливата" означава, че изходното напрежение на мощност варира с определена честота.Ако честотата на захранването съвпада с естествената честота на веригата, а резонанс напрежението.
Условия външен вид
Считаме състоянието резонанс на стрес.Както е показано на последната цифра, се върнахме в резистор веригата.При липсата на съпротивление във веригата ток в резонансна верига ще се увеличи до максимална стойност определя от параметрите на елементите на веригата и захранването.Увеличаване на съпротивлението на резистор в резонансната верига увеличава тенденцията за затихването на тока във веригата, но не оказва влияние върху честотата на резонансни трептения.Обикновено напрежение режим резонанса на не се случи, ако съпротивлението на резонансната верига удовлетворява R = 2 (L / C) 0,5.
Използването напрежение резонанс за радиопредаване
Resonance стрес е не само любопитно физическо явление.Той играе важна роля в областта на безжичните комуникационни технологии - радио, телевизия, клетъчната телефония.Предаватели, използвани за безжично предаване на информация, задължително съдържат вериги да резонират на определена честота за всяко устройство, наречени носеща честота.Използване на предавателната антена, свързана към предавателя, той излъчва електромагнитни вълни в носещата честота.
антена в другия край на пътя на приемо получава сигнал и го доставя до приемната схема, предназначена да резонира в носещата честота.Очевидно е, че антената получава множество сигнали при различни честоти, да не говорим за фонов шум.Благодаря за въвеждане на приемника настроени на честотата на резонансна верига носител, приемникът избира само правилната честота, отсяването всички ненужни.
След откриване на амплитудна модулация (AM) радио, изолирани от нискочестотния сигнал (LF) се усилва и се подава към източника на звука.Това е най-простата форма на радиото е много чувствителен към шум и смущения.
да се подобри качеството на получаваната информация разработен и успешно се използва от други, по-напреднали методи за радиопредаване, което също се основава на използването на тунинговани резонансни системи.
честотна модулация или FM-радио решава много от проблемите, с излъчването на амплитудно-модулирани предаване на сигнала, но за сметка на значително усложнение на преносната система.В системата на FM-радио звучи по електронен пътища станат малки промени в носеща честота.А част от оборудването, която изпълнява това превръщане се нарича "модулатор" се използва с предавателя.
Следователно, приемникът трябва да се добавят към демодулатор за преобразуване на сигнала обратно във форма, която може да се възпроизвежда през високоговорителя.
Други примери за използването на резонансна напрежение
напрежение резонанс като основен принцип, установен в много вериги филтри са широко използвани в областта на електротехниката, за да се премахнат вредните и ненужни сигнали, изглаждане колебания и да генерират синусоидални сигнали.
