Resonance adalah salah satu yang paling umum di alam fenomena fisik.Fenomena resonansi dapat diamati dalam sistem mekanik, listrik dan termal bahkan.Tanpa resonansi, kita tidak akan memiliki radio, televisi, musik dan bahkan ayunan di taman bermain, belum lagi sistem diagnostik yang efektif digunakan dalam pengobatan modern.Salah satu jenis yang paling menarik dan berguna resonansi dalam tegangan sirkuit resonansi.
elemen sirkuit resonansi
fenomena resonansi dapat terjadi dalam apa yang disebut RLC-sirkuit yang terdiri dari komponen-komponen berikut:
- R - resistor.Perangkat ini terkait dengan apa yang disebut unsur-unsur aktif dari rangkaian listrik, energi listrik diubah menjadi panas.Dengan kata lain, mereka dikeluarkan dari sirkuit dan energi diubah menjadi panas.
- L - induktansi.Induktansi dalam rangkaian listrik - massa analog atau inersia dalam sistem mekanik.Komponen ini sangat tidak terlihat di sirkuit sampai Anda mencoba untuk melakukannya perubahan.Dalam mekanika, misalnya, perubahan tersebut adalah perubahan kecepatan.Rangkaian listrik - perubahan saat ini.Jika untuk beberapa alasan terjadi induktansi menolak ini rangkaian modus perubahan.
- C - sebutan untuk kapasitor, yang adalah perangkat yang menyimpan energi listrik, seperti musim semi mempertahankan energi mekanik.Konsentrat induktansi dan menyimpan energi magnetik, sedangkan biaya kapasitor berkonsentrasi dan dengan demikian menyimpan energi listrik.Konsep
dari rangkaian resonan
elemen kunci dari rangkaian resonan adalah induktansi (L) dan kapasitansi (C).Resistor cenderung redaman osilasi, sehingga menghilangkan listrik dari sirkuit.Dalam meninjau proses yang terjadi di sirkuit resonan, kita sementara mengabaikan, tetapi harus diingat bahwa, seperti gaya gesekan dalam sistem mekanik, hambatan listrik di sirkuit tidak dapat dihilangkan.
resonansi tegangan dan arus
resonansi Tergantung pada metode bergabung elemen kunci dari rangkaian resonansi dapat serial dan paralel.Ketika Anda menghubungkan berosilasi sirkuit seri ke sumber tegangan dengan sinyal frekuensi, yang bertepatan dengan frekuensi alami, dalam kondisi tertentu, muncul respon stres.Resonansi di sirkuit dengan unsur-unsur reaktif paralel terhubung disebut arus resonansi.Frekuensi alami
dari rangkaian resonan
Kami dapat membuat sistem berosilasi dengan frekuensi sendiri.Untuk melakukan ini, Anda harus terlebih dahulu mengisi kapasitor, seperti yang ditunjukkan pada gambar di sebelah kiri atas.Bila ini dilakukan, kuncinya ditransfer ke posisi yang ditunjukkan pada gambar yang sama di sebelah kanan.
Pada saat "0", semua energi listrik yang tersimpan dalam kapasitor, dan arus dalam rangkaian adalah sama dengan nol (gambar di bawah).Perhatikan bahwa pelat atas kapasitor bermuatan positif, dan lebih rendah - negatif.Kita tidak bisa melihat osilasi elektron di sirkuit, tapi kita bisa mengukur ammeter saat ini, dan dengan osiloskop untuk melacak ketergantungan waktu saat ini.Catatan T bahwa pada jadwal kami - waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan satu bantalan osilasi dalam teknik listrik disebut "periode osilasi."
arus mengalir searah jarum jam (gambar di bawah).Energi ditransfer dari kapasitor ke induktansi kumparan.Sepintas mungkin tampak aneh bahwa induktansi menyediakan energi, tapi sepertinya energi kinetik yang terkandung dalam massa bergerak.
aliran energi kembali ke kondensor, tetapi perhatikan bahwa polaritas kapasitor kini berubah.Dengan kata lain, piring rendah sekarang memiliki muatan positif, dan pelat atas - muatan negatif (lihat Gambar di bawah).
sistem
sekarang sepenuhnya ditangani, dan energi mulai mengalir dari kondensor kembali ke induktansi (lihat Gambar di bawah).Akibatnya, energi benar-benar kembali ke titik awal dan siap untuk memulai siklus lagi.Frekuensi osilasi
dapat diperkirakan sebagai berikut:
- F = 1 / 2π (LC) 0,5,
mana: F - frekuensi, L - induktansi, C - kapasitas.
pertimbangan contoh ini, proses mencerminkan esensi fisik tegangan resonansi.Tegangan
Penelitian resonansi
Dalam sirkuit LC nyata selalu ada resistensi sedikit, yang menurun dengan setiap kenaikan siklus amplitudo arus.Setelah beberapa siklus, saat ini berkurang menjadi nol.Efek ini disebut "redaman sinyal sinusoidal".Tingkat kerusakan saat ke nol tergantung pada resistensi di sirkuit.Namun, perlawanan tidak mengubah frekuensi osilasi dari rangkaian resonan.Jika resistance tersebut cukup besar, osilasi sinusoidal dalam lingkaran tidak akan terjadi sama sekali.
Jelas, di mana ada frekuensi alami, ada kemungkinan proses eksitasi resonansi.Kami melakukan ini dalam rangkaian seri termasuk saat listrik bolak balik (AC), seperti yang ditunjukkan di sebelah kiri.Istilah "variabel" berarti bahwa tegangan output daya bervariasi dengan frekuensi tertentu.Jika frekuensi catu daya bertepatan dengan frekuensi alami dari sirkuit, tegangan resonansi.
Syarat penampilan
Kami mempertimbangkan kondisi resonansi stres.Seperti yang ditunjukkan pada gambar terakhir, kami kembali ke sirkuit resistor.Dengan tidak resistor dalam arus sirkuit di sirkuit resonan akan meningkat ke nilai maksimum yang ditentukan oleh parameter elemen sirkuit dan catu daya.Meningkatkan resistansi resistor di sirkuit resonansi meningkatkan kecenderungan untuk redaman arus dalam rangkaian, tetapi tidak mempengaruhi frekuensi getaran resonansi.Biasanya, modus tegangan resonansi tidak terjadi jika impedansi dari rangkaian resonansi memenuhi R = 2 (L / C) 0,5.
Menggunakan tegangan resonansi untuk transmisi radio
Resonance stres tidak hanya fenomena fisik penasaran.Hal ini memainkan peran penting dalam teknologi nirkabel komunikasi - radio, televisi, telepon seluler.Pemancar digunakan untuk transmisi nirkabel informasi, wajib mengandung sirkuit untuk beresonansi pada frekuensi tertentu untuk setiap perangkat, yang disebut frekuensi pembawa.Menggunakan antena pemancar terhubung ke pemancar, memancarkan gelombang elektromagnetik pada frekuensi pembawa.
antena di ujung jalan transceiver menerima sinyal dan mengirimkannya ke sirkuit penerima dirancang untuk beresonansi pada frekuensi pembawa.Hal ini jelas bahwa antena menerima sejumlah sinyal pada frekuensi yang berbeda, belum lagi kebisingan latar belakang.Terima kasih untuk penerima masukan disetel ke frekuensi pembawa sirkuit resonan, penerima memilih frekuensi yang benar saja, memilah semua yang tidak perlu.
Setelah mendeteksi amplitudo termodulasi (AM) radio, terisolasi dari sinyal frekuensi rendah (LF) diperkuat dan diumpankan ke sumber suara.Ini adalah bentuk paling sederhana dari radio sangat sensitif terhadap kebisingan dan gangguan.
untuk meningkatkan kualitas informasi yang diterima dikembangkan dan berhasil digunakan oleh, metode yang lebih canggih lainnya transmisi radio, yang juga didasarkan pada penggunaan sistem resonansi disetel.
modulasi frekuensi atau FM-radio memecahkan banyak masalah dengan siaran sinyal transmisi amplitudo-modulated, tapi pada biaya komplikasi yang cukup dari sistem transmisi.Dalam sistem FM-radio suara elektronik saluran menjadi perubahan kecil dalam frekuensi pembawa.Sebuah bagian dari peralatan yang melakukan konversi ini disebut "modulator" digunakan dengan pemancar.
demikian, penerima harus ditambahkan ke demodulator untuk mengubah sinyal kembali ke dalam bentuk yang dapat direproduksi melalui loudspeaker.Contoh
lain dari penggunaan tegangan resonansi
tegangan resonansi sebagai prinsip dasar yang ditetapkan dalam banyak filter sirkuit yang banyak digunakan dalam teknik listrik untuk menghilangkan sinyal berbahaya dan tidak perlu, smoothing fluktuasi dan menghasilkan sinyal sinusoidal.
