risonanza è uno dei più comuni nella natura dei fenomeni fisici.Il fenomeno di risonanza può essere osservato nei sistemi meccanici, elettrici e termici anche.Senza risonanza, non avremmo la radio, la televisione, la musica e altalene anche al parco giochi, per non parlare di sistemi diagnostici efficaci utilizzati nella medicina moderna.Uno dei generi più interessanti e utili della risonanza in un circuito tensioni di risonanza.
elementi del circuito risonante
fenomeno della risonanza si può verificare nel cosiddetto RLC circuito che comprende i seguenti componenti:
- R - resistenze.Questi dispositivi sono collegati i cosiddetti elementi attivi del circuito elettrico, l'energia elettrica viene convertita in calore.In altre parole, essi sono rimossi dal circuito e l'energia viene convertita in calore.
- L - induttanza.Induttanza in circuiti elettrici - massa analogica o inerzia sistemi meccanici.Questo componente non è molto evidente nel circuito fino a quando si tenta di farlo tutti i cambiamenti.Nella meccanica, per esempio, un tale cambiamento è la variazione di velocità.Il circuito elettrico - il cambiamento di corrente.Se per qualche motivo accade induttanza resiste questo circuito modalità di modifica.
- C - la designazione per i condensatori, che sono dispositivi che immagazzinano l'energia elettrica, proprio come la primavera mantiene energia meccanica.Concentrati induttanza e riserve di energia magnetica, mentre la carica del condensatore concentrati e memorizza così l'energia elettrica.
concetto di circuito risonante
elementi fondamentali del circuito risonante è l'induttanza (L) e capacità (C).Resistor tende a smorzamento delle oscillazioni, quindi rimuove l'alimentazione dal circuito.Nel riesaminare i processi che si verificano nel circuito risonante, abbiamo temporaneamente ignoriamo, ma si deve ricordare che, come la forza di attrito nei sistemi meccanici, resistenza elettrica nei circuiti non può essere eliminato.
risonanza tensione e corrente
risonanza A seconda del metodo di unire elementi chiave del circuito di risonanza può essere seriale e parallela.Quando si collega un circuito oscillante seriale ad un generatore di tensione con un segnale di frequenza, che coincide con la frequenza naturale, in determinate condizioni, appare la risposta allo stress.Resonance nel circuito con elementi reattivi collegati in parallelo cosiddette correnti di risonanza.
frequenza naturale del circuito risonante
Possiamo fare il sistema oscillare con una propria frequenza.Per fare questo, è necessario prima di caricare il condensatore, come mostrato nella foto in alto a sinistra.Quando questo è fatto, la chiave viene trasferito alla posizione illustrata nella stessa figura a destra.
Al tempo "0", tutta l'energia elettrica immagazzinata nel condensatore, e la corrente nel circuito è uguale a zero (figura sotto).Si noti che la piastra superiore del condensatore è caricato positivamente, e quella inferiore - negativo.Non possiamo vedere le oscillazioni degli elettroni nel circuito, ma possiamo misurare amperometro corrente e con oscilloscopio per rintracciare la dipendenza del tempo corrente.Si noti che T sul nostro programma - il tempo necessario per completare un cuscinetto di oscillazione in ingegneria elettrica denominato "il periodo di oscillazione."Corrente
scorre in senso orario (figura sotto).Energia viene trasferito dal condensatore al induttanza bobina.A prima vista può sembrare strano che l'induttanza fornisce energia, ma sembra che l'energia cinetica contenuta nella massa in movimento.
flusso di energia nel condensatore, ma si noti che la polarità del condensatore viene ora modificato.In altre parole, la piastra inferiore ha ora una carica positiva, e una piastra superiore - una carica negativa (vedere la figura seguente).
sistema
è ora completamente indirizzata, e l'energia comincia a fluire dal condensatore di nuovo al induttanza (vedi figura sotto).Come risultato, l'energia è completamente al suo punto di partenza ed è pronto per un nuovo ciclo.
frequenza di oscillazione può essere approssimata come segue:
- F = 1 / 2π (LC) 0,5,
dove: F - Frequenza, L - induttanza, C - la capacità.
considerazione in questo esempio, il processo riflette l'essenza fisica della tensione di risonanza.
Research tensione risonanza
Nei circuiti LC reali c'è sempre una leggera resistenza, che diminuisce con ogni aumento ciclo di ampiezza della corrente.Dopo diversi cicli, la corrente è ridotta a zero.Questo effetto è chiamato "smorzamento del segnale sinusoidale".Il tasso di decadimento corrente a zero dipende dalla resistenza del circuito.Tuttavia, la resistenza non cambia la frequenza di oscillazione del circuito risonante.Se la resistenza è abbastanza grande, oscillazioni sinusoidali nel ciclo non si verificherà affatto.
Ovviamente, dove vi è una frequenza naturale, vi è la possibilità di processo di eccitazione risonante.Facciamo questo in un circuito in serie tra cui la corrente elettrica alternata (AC), come mostrato a sinistra.Il termine "variabile" significa che la tensione di uscita della potenza varia con una certa frequenza.Se la frequenza della tensione di alimentazione coincida con la frequenza naturale del circuito, una tensione di risonanza.
Termini aspetto
Consideriamo la condizione di risonanza di stress.Come mostrato in quest'ultimo dato, siamo tornati al circuito resistore.Con nessuna resistenza in corrente del circuito nel circuito risonante aumenta ad un valore massimo determinato dai parametri degli elementi circuitali e l'alimentazione.Aumentando la resistenza del resistore nel circuito di risonanza aumenta la tendenza all'attenuazione della corrente nel circuito, ma non influenza la frequenza delle vibrazioni di risonanza.Tipicamente, la risonanza tensione di modo non si verifica se l'impedenza del circuito risonante soddisfa R = 2 (L / C) 0,5.
Utilizzando tensione risonanza per la trasmissione radio di stress
risonanza non è solo curioso fenomeno fisico.Essa svolge un ruolo cruciale nella tecnologia di comunicazione wireless - radio, televisione, telefonia cellulare.Trasmettitori utilizzati per la trasmissione wireless dei dati, obbligatoriamente contenere circuiti per risuonare ad una frequenza specifica per ciascun dispositivo, chiamato la frequenza portante.Utilizzando l'antenna trasmittente collegato al trasmettitore, emette onde elettromagnetiche alla frequenza portante.
antenna all'altra estremità del percorso ricetrasmettitore riceve il segnale e lo invia al circuito di ricezione progettata per risuonare alla frequenza portante.E 'ovvio che l'antenna riceve una pluralità di segnali a frequenze differenti, per non parlare del rumore di fondo.Grazie per il ricevitore di ingresso sintonizzato alla frequenza portante del circuito risonante, il ricevitore seleziona la frequenza corretta solo, setacciando tutto superflua.
Dopo aver rilevato la modulazione di ampiezza (AM) radio, isolato da un segnale a bassa frequenza (LF) viene amplificato e alimentato alla sorgente sonora.Questa è la forma più semplice di radio è molto sensibile al rumore ed interferenza.
per migliorare la qualità delle informazioni ricevute e sviluppato con successo utilizzata da altri metodi più avanzati di trasmissione radio, che si basa anche l'utilizzo di sistemi risonanti sintonizzati.
modulazione di frequenza o FM-radio risolve molti dei problemi con la trasmissione del segnale di trasmissione modulata in ampiezza, ma a costo di notevole complicazione del sistema di trasmissione.Nel sistema radio FM suoni elettronicamente tratto diventare piccoli cambiamenti nella frequenza portante.Un pezzo di apparecchiatura che esegue questa conversione si chiama "modulatore" viene utilizzato con il trasmettitore.
conseguenza, il ricevitore deve essere aggiunto a un demodulatore per convertire il segnale di nuovo in una forma che può essere riprodotta tramite l'altoparlante.
Altri esempi di utilizzo della tensione di risonanza
tensione risonanza come principio fondamentale sancito molti filtri circuiteria sono ampiamente utilizzati in ingegneria elettrica per eliminare i segnali nocivi e inutili, levigante fluttuazioni e generare segnali sinusoidali.
