Resonanz ist eine der am häufigsten in der Natur der physikalischen Phänomenen.Das Resonanzphänomen in den mechanischen, elektrischen und thermischen Systemen auch beobachtet werden.Ohne Resonanz, hätten wir nicht Radio, Fernsehen, Musik und sogar Schaukeln auf dem Spielplatz, nicht, wirksame Diagnosesysteme in der modernen Medizin eingesetzt erwähnen.Eine der interessantesten und nützlichsten Arten von Resonanz in einem Resonanzkreis Spannungen.
Resonanzkreiselemente
Resonanzphänomen kann in der sogenannten RLC-Schaltung, die die folgenden Komponenten auf:
- R - Widerstände.Diese Geräte zu den sogenannten aktiven Elemente der elektrischen Schaltung bezieht, wird die elektrische Energie in Wärme umgewandelt wird.In anderen Worten, sie aus der Schaltung entfernt werden, und die Energie wird in Wärme umgewandelt.
- L - Induktivität.Induktivität in elektrischen Schaltkreisen - analoge Masse oder Trägheit in mechanischen Systemen.Diese Komponente ist nicht in der Schaltung sehr auffällig, bis Sie versuchen, es zu tun alle Änderungen.In der Mechanik, zum Beispiel, ist eine solche Änderung der Geschwindigkeitsänderung.Der elektrische Schaltkreis - die Stromänderung.Wenn es aus irgendeinem Grund passiert Induktivität wider dieses Änderungsmodus Schaltung.
- C - Bezeichnung für Kondensatoren, die Geräte, die elektrische Energie zu speichern, so wie der Frühling hält mechanische Energie sind.Induktivität Konzentrate und speichert magnetische Energie, während die Kondensatorladung konzentriert und speichert so die elektrische Energie.
Konzept der Resonanzschaltung
Hauptelemente des Schwingkreises die Induktivität (L) und der Kapazität (C).Widerstand neigt dazu, Dämpfung von Schwingungen, so dass es Macht entfernt aus dem Kreislauf.Bei der Überprüfung der Vorgänge in dem Schwingkreis auftritt, wir vorübergehend zu ignorieren, aber es muss daran erinnert werden, daß, wie die Kraft der Reibung in mechanischen Systemen, elektrischen Widerstand in den Stromkreisen nicht beseitigt werden kann.
Spannungsresonanz und Stromresonanz
Je nach Verfahren zum Verbinden von Schlüsselelemente des Schwingkreises kann seriell und parallel sein.Wenn man einen seriellen Schwingkreis mit einer Spannungsquelle mit einem Frequenzsignal, das mit der Eigenfrequenz zusammenfällt, zu verbinden, unter bestimmten Bedingungen, scheint es, die Stressreaktion.Resonanz im Stromkreis mit parallel geschalteten reaktiven Elemente genannt Resonanzströme.
Eigenfrequenz des Schwingkreises
Wir können das System zu machen oszillieren mit einer eigenen Frequenz.Um dies zu tun, müssen Sie zuerst den Kondensator zu laden, wie im Bild oben links angezeigt.Wenn dies geschehen ist, wird der Schlüssel zu dem in der gleichen Figur auf der rechten Seite gezeigten Position überführt.
Zur Zeit "0" ist, die gesamte elektrische Energie in dem Kondensator gespeichert ist, und der Strom in der Schaltung gleich Null ist (Abbildung).Man beachte, daß die obere Platte des Kondensators positiv geladen ist, und die untere - negativ.Wir können nicht sehen, die Schwingungen der Elektronen in der Schaltung, aber wir können Stromamperemeter messen, und mit Oszilloskop, um die Abhängigkeit von der aktuellen Zeit zu verfolgen.Beachten Sie, dass T auf dem Programm - die Zeit es braucht, um einen Schwingungslager in Elektrotechnik abgeschlossen genannt "die Schwingungsdauer."
Strom fließt im Uhrzeigersinn (Abbildung unten).Energie wird von dem Kondensator zu der Spuleninduktivität übertragen.Auf den ersten Blick mag es seltsam erscheinen, dass die Induktivität liefert Energie, aber es sieht aus wie der in der bewegten Masse enthaltene kinetische Energie.
Energiefluss wieder in den Kondensator, aber beachten Sie, dass die Polarität des Kondensators wird nun geändert.Mit anderen Worten, hat die untere Platte nun eine positive Ladung, und eine obere Platte - eine negative Ladung (siehe Abbildung unten).
System ist nun vollständig angegangen, und die Energie beginnt, aus dem Kondensator zurück zu der Induktivität fließt (siehe Abbildung unten).Als Ergebnis ist Energie vollständig zurück zu seinem Ausgangspunkt und ist bereit, den Zyklus erneut zu starten.
Schwingungsfrequenz kann wie folgt angenähert werden:
- F = 1 / 2π (LC) 0,5,
wo: F - Häufigkeit, L - Induktivität, C - Kapazität.
Überlegung bei diesem Beispiel spiegelt das Verfahren das physikalische Wesen der Resonanzspannung.
Forschung Spannungsresonanz
In realen LC-Schaltungen gibt es immer einen leichten Widerstand, der mit jedem Zyklus Erhöhung der Amplitude des Stromes abnimmt.Nach mehreren Zyklen wird der Strom auf Null reduziert.Dieser Effekt wird als "Dämpfung der Sinussignal".Die Rate der Stromabfall auf Null hängt vom Widerstand im Stromkreis.Allerdings ist der Widerstand nicht die Schwingungsfrequenz des Schwingkreises ändern.Wenn der Widerstand groß genug ist, werden Sinusschwingungen in der Schleife nicht auftreten.
Offensichtlich wo eine Eigenfrequenz besteht eine Möglichkeit von Resonanzanregungsprozesses.Wir tun dies in einer Reihenschaltung mit der Stromversorgungswechselstroms (AC), wie auf der linken Seite gezeigt.Der Begriff "variabel" bedeutet, dass die Ausgangsspannung der Strom variiert mit einer bestimmten Frequenz.Wenn die Frequenz der Stromversorgung mit der Eigenfrequenz des Schaltkreises, einer Resonanzspannung übereinstimmt.
Nutzungs Aussehen
Wir betrachten die Resonanzbedingung von Stress.Wie in der zweiten Abbildung gezeigt, kehrten wir zu dem Widerstandskreis.Ohne Widerstand in dem Schaltkreis Strom in dem Schwingkreis wird auf einen Maximalwert durch die Parameter der Schaltungselemente und der Stromversorgung bestimmt, zu erhöhen.Erhöhung der Widerstandswert des Widerstandes in der Resonanzschaltung erhöht die Neigung zur Dämpfung der Strom in der Schaltung, aber keinen Einfluss auf die Frequenz der Resonanzschwingungen.Typischerweise ist die Betriebsart Spannungsresonanz nicht auf, wenn die Impedanz der Resonanzschaltung entspricht R = 2 (L / C) 0,5.
Mit Spannungsresonanz für die Funkübertragung
Resonance Stress ist nicht nur neugierig physikalisches Phänomen.Es spielt eine entscheidende Rolle in drahtlose Kommunikationstechnologie - Radio, Fernsehen, Mobiltelefonie.Sender zur drahtlosen Übertragung von Informationen verwendet wird, zwangsweise enthalten Schaltungen auf einer bestimmten Frequenz für jede Vorrichtung in Resonanz, die so genannte Trägerfrequenz ist.Verwendung der Sendeantenne mit dem Sender verbunden ist, sendet er elektromagnetische Wellen mit der Trägerfrequenz.
Antenne an dem anderen Ende des Transceivers Pfad empfängt das Signal und liefert es zu der Empfangsschaltung entwickelt, um bei der Trägerfrequenz mitschwingen.Es ist offensichtlich, dass die Antenne empfängt eine Vielzahl von Signalen mit unterschiedlichen Frequenzen, nicht auf die Hintergrundgeräusche zu erwähnen.Danke für den Input-Empfänger auf die Trägerfrequenz des Schwingkreises abgestimmt ist, wählt der Empfänger die richtige Frequenz nur, Sichten alle unnötig.
Nach Erfassung der amplitudenmodulierten (AM) Funk, isoliert aus einem Niederfrequenzsignal (NF) wird verstärkt und an die Schallquelle zugeführt.Dies ist die einfachste Form von Funk ist sehr empfindlich gegenüber Rauschen und Interferenz.
, um die Qualität der empfangenen Informationen entwickelt und erfolgreich durch andere, fortschrittlichere Verfahren zur Funkübertragung, die ebenfalls auf den Einsatz von abgestimmten Resonanz Systeme verwendet verbessern.
Frequenzmodulation oder FM-Funk löst viele der Probleme, die mit der Übertragung des amplitudenmodulierten Sendesignals, aber auf Kosten einer erheblichen Komplikation des Übertragungssystems.In der FM-Funksystem klingt elektronisch Trakt kleine Änderungen in Trägerfrequenz zu werden.Ein Gerät, das diese Umwandlung durchführt, wird als "Modulator", wird mit dem Sender verwendet wird.
Dementsprechend muss der Empfänger mit einem Demodulator zum Umsetzen des Signals zurück in eine Form, die durch den Lautsprecher wiedergegeben werden, können hinzugefügt werden.
Weitere Beispiele für die Verwendung der Resonanzspannung
Spannungsresonanz als Grundprinzip in vielen Schaltungen Filter festgelegt sind weit verbreitet in der Elektrotechnik verwendet werden, um schädliche und unnötige Signale zu beseitigen, Glätten Schwankungen und erzeugen sinusförmige Signale.
