Resonance er en af de mest almindelige i naturen af fysiske fænomener.Den resonans fænomen kan observeres i de mekaniske, elektriske og termiske systemer selv.Uden resonans, ville vi ikke have radio, tv, musik og endda gynger på legepladsen, for ikke at nævne effektive diagnostiske systemer, der anvendes i moderne medicin.Et af de mest interessante og nyttige former for resonans i en resonans kredsløbsspændinger.
resonant kredsløbselementer
resonans fænomen kan forekomme i den såkaldte RLC-kredsløb bestående af følgende komponenter:
- R - modstande.Disse anordninger i forbindelse med de såkaldte aktive elementer i det elektriske kredsløb, er elektrisk energi omdannes til varme.Med andre ord bliver de fjernet fra kredsløbet og energi omdannes til varme.
- L - induktans.Induktans i elektriske kredsløb - analog masse eller træghed i mekaniske systemer.Denne komponent er ikke meget mærkbar i kredsløbet, indtil du forsøger at gøre det eventuelle ændringer.I mekanik, for eksempel, en sådan ændring er ændringen i hastighed.Det elektriske kredsløb - den aktuelle ændring.Hvis det af en eller anden grund sker induktans modstår denne ændring tilstand kredsløb.
- C - betegnelse for kondensatorer, som er apparater, der lagrer elektrisk energi, ligesom foråret opretholder mekanisk energi.Induktans koncentrater og butikker magnetiske energi, mens kondensatoren afgift koncentrater og dermed gemmer den elektriske energi.
begrebet resonanskredsløb
centrale elementer i resonanskredsen er induktans (L) og kapacitans (C).Modstand tendens til dæmpning af svingninger, så det fjerner magt fra kredsløbet.Ved gennemgangen af de processer, der forekommer i resonanskredsen, vi midlertidigt ignorere, men det skal erindres, at, ligesom den kraft af friktion i mekaniske systemer, elektrisk modstand i kredsløb ikke kan fjernes.
spænding resonans og nuværende resonans
Afhængigt af metoden til sammenføjning centrale elementer i resonanskredsen kan være seriel og parallel.Når du tilslutter en seriel oscillerende kredsløb til en spændingskilde med en frekvens signal, der falder sammen med den naturlige frekvens, under visse betingelser, fremgår det, stress respons.Resonans i kredsløb med parallelforbundne reaktive elementer kaldet resonans strømninger.
egenfrekvens resonanskredsen
Vi kan gøre systemet svinge med sin egen frekvens.For at gøre dette, skal du først oplade kondensatoren, som vist på øverste billede til venstre.Når dette er gjort, er nøglen overføres til stillingen vist i samme figur til højre.
Til tidspunktet "0", al den elektriske energi lagret i kondensatoren, og strømmen i kredsløbet er lig med nul (figur nedenfor).Bemærk, at den øvre plade af kondensatoren er positivt ladet, og den nedre - negativ.Vi kan ikke se svingninger elektronerne i kredsløbet, men vi kan måle strøm amperemeter, og med oscilloskop at spore afhængighed af den nuværende tid.Bemærk at T på vores tidsplan - den tid, det tager at fuldføre en svingning leje i elektroteknik kaldet "svingningsperioden."
strøm i urets retning (figur nedenfor).Energi overføres fra kondensatoren til spolen induktans.Ved første øjekast kan det synes mærkeligt, at induktans giver energi, men det ser ud den kinetiske energi, der er indeholdt i den bevægelige masse.
flow af energi tilbage ind i kondensatoren, men bemærk, at polariteten af kondensatoren nu ændres.Med andre ord, den nedre plade har nu en positiv ladning, og en topplade - en negativ ladning (se figur nedenfor).
systemet er nu fuldt behandlet, og energien begynder at flyde fra kondensatoren tilbage til induktans (se figur nedenfor).Som et resultat, energi er helt tilbage til udgangspunktet, og er klar til at starte cyklussen igen.
svingningsfrekvens kan tilnærmes som følger:
- F = 1 / 2π (LC) 0,5,
hvor: F - frekvens, L - induktans, C - kapacitet.
betragtning på dette eksempel processen afspejler den fysiske essensen af resonans spænding.
Research spænding resonans
I faste LC kredsløb er der altid en let modstand, som aftager med påførsel cyklus i amplituden af strømmen.Efter flere cyklusser, er den aktuelle reduceret til nul.Denne effekt kaldes "dæmpning af sinusformet signal".Satsen for nuværende henfald til nul afhænger af modstanden i kredsløbet.Men modstanden ikke ændre oscillationsfrekvens af resonanskredsen.Hvis modstanden er stor nok, vil sinusformede svingninger i sløjfen ikke forekomme overhovedet.
klart, hvor der er en naturlig frekvens, er der en mulighed for resonant excitation proces.Vi gør dette i en serie kredsløb inklusive strømforsyning vekselstrøm (AC), som vist til venstre.Udtrykket "variabel", at udgangsspændingen af strømmen varierer med en bestemt frekvens.Hvis frekvensen af strømforsyningen falder sammen med den naturlige frekvens af kredsløbet, en resonans spænding.
Vilkår udseende
Vi anser resonans tilstand stress.Som det fremgår af sidstnævnte tal, vi vendte tilbage til modstanden kredsløb.Med ingen modstand i kredsløbet strøm i resonanskredsen øges til en maksimal værdi bestemt af parametrene for de elementer kredsløbet og strømforsyningen.Øge modstanden af modstanden i resonanskredsen øger tendensen til dæmpning af strømmen i kredsløbet, men påvirker ikke frekvensen af resonanssvingninger.Typisk betyder mode spænding resonans ikke forekomme, hvis impedansen af resonanskredsløbet opfylder R = 2 (L / C) 0,5.
Brug spænding resonans for radiotransmission
Resonance stress er ikke kun nysgerrige fysisk fænomen.Det spiller en afgørende rolle i trådløs kommunikationsteknologi - radio, tv, mobiltelefoni.Sendere, der anvendes til trådløs transmission af information, tvungent indeholder kredsløb til genlyd på en bestemt frekvens for hver enhed, kaldet bærefrekvens.Brug af transmitterende antenne til senderen, udsender elektromagnetiske bølger ved bærefrekvensen.
antenne i den anden ende af transceiver sti modtager signalet og leverer det til den modtagende kredsløb udformet til at frembringe resonans ved bærefrekvensen.Det er indlysende, at antennen modtager et antal signaler ved forskellige frekvenser, for ikke at nævne den baggrundsstøj.Tak for input receiver tunet til transportøren frekvens resonanskredsen, modtageren vælger den rigtige frekvens kun, sigtning ud al unødvendig.
Efter detektere amplitudemoduleret (AM) radio, isoleret fra en lavfrekvent signal (LF) forstærkes og føres til lydkilden.Dette er den enkleste form for radio er meget følsomme over for støj og interferens.
at forbedre kvaliteten af den modtagne information udviklet og med succes anvendt af andre, mere avancerede metoder til radiotransmission, som også er baseret på anvendelsen af tunede resonante systemer.
frekvensmodulation eller FM-radio løser mange af problemerne med udsendelsen af amplitudemodulerede transmissionssignal, men på bekostning af betydelig komplikation af transmissionssystemet.I FM-radiosystemet lyde elektronisk tarmkanalen bliver små ændringer i bærefrekvens.Et stykke udstyr, der udfører denne omdannelse kaldes en "modulator" anvendes med senderen.
Følgelig skal modtageren sættes til en demodulator til konvertering af signalet tilbage i en form, der kan højttaler.
Andre eksempler på brugen af resonans spænding
spænding resonans som et grundlæggende princip i mange kredsløb filtre er meget udbredt i elektroteknik for at fjerne skadelige og unødvendige signaler, udjævning udsving og generere sinusformede signaler.
