Resonance is een van de meest voorkomende van de aard van fysische verschijnselen.De resonantie verschijnsel kan worden waargenomen in de mechanische, elektrische en thermische systemen zelfs.Zonder resonantie, zouden we geen radio, televisie, muziek en zelfs schommels in de speeltuin, niet om effectieve diagnostische systemen die worden gebruikt in de moderne geneeskunde te vermelden.Eén van de meest interessante en nuttige soorten resonantie in een resonantiecircuit voltages.
resonantieschakeling elementen
resonantie verschijnsel kan optreden in de zogenaamde RLC-circuit omvattende de volgende componenten:
- R - weerstanden.Deze apparaten verband met de zogenaamde actieve elementen van de stroomkring, wordt elektrische energie omgezet in warmte.Met andere woorden, worden zij verwijderd uit het circuit en de energie wordt omgezet in warmte.
- L - inductie.Inductie in elektrische circuits - analoge massa of traagheid in mechanische systemen.Dit onderdeel is niet erg merkbaar in het circuit totdat je probeert om het te doen eventuele wijzigingen.In de mechanica, bijvoorbeeld, dergelijke verandering de verandering in snelheid.De elektrische circuit - de huidige verandering.Als het om wat voor reden gebeurt inductantie verzet zich tegen deze verandering modus circuit.
- C - aanduiding voor condensatoren, die apparaten die elektrische energie op te slaan, net zoals het voorjaar onderhoudt mechanische energie zijn.Inductantie concentraten en winkels magnetische energie, terwijl de condensator lading concentraten en slaat daarmee de elektrische energie.
concept resonantiecircuit
belangrijkste elementen van het resonante circuit is de inductie (L) en capacitieve (C).Weerstand heeft de neiging om het dempen van oscillaties, dus het verwijdert de macht van het circuit.In de herziening van de processen die zich voordoen in de resonante circuit, we tijdelijk te negeren, maar het moet worden bedacht dat, als de kracht van de wrijving in mechanische systemen, elektrische weerstand in de circuits niet kan worden geëlimineerd.
resonantie spanning en stroom resonantie
Afhankelijk van de methode van de toetreding tot de belangrijkste elementen van de resonante schakeling kan seriële en parallelle zijn.Bij een seriële oscillatiecircuit verbinden met een spanningsbron met een signaal dat overeenkomt met de eigenfrequentie, onder bepaalde omstandigheden, blijkt de stressrespons.Resonantie in het circuit met een parallel geschakelde reactieve elementen genoemd resonantie stromingen.
natuurlijke frequentie van de resonantiekring
We kunnen het systeem oscilleren met een eigen frequentie.Om dit te doen, moet u eerst de condensator op te laden, zoals in de bovenste afbeelding aan de linkerkant.Wanneer dit gebeurt, wordt de sleutel overgedragen naar de in dezelfde figuur de juiste positie.
Op tijdstip "0", de elektrische energie opgeslagen in de condensator, en de stroom in het circuit is gelijk aan nul (hieronder).Merk op dat de bovenplaat van de condensator positief geladen, en de onderste - negatief.We kunnen niet zien de oscillaties van de elektronen in het circuit, maar we kunnen de huidige ampèremeter meten, en met oscilloscoop om de afhankelijkheid van de huidige tijd te traceren.Merk op dat T op ons schema - de tijd die het kost om een oscillatie dragende voltooien in de elektrotechniek genaamd "de periode van de trilling."
stroom met de klok mee (figuur hieronder).Energie wordt overgedragen van de condensator met de spoel inductantie.Op het eerste gezicht lijkt het misschien vreemd dat de inductie levert energie, maar het lijkt erop dat de kinetische energie die in de bewegende massa.
energiestroom terug naar de condensor, maar merk op dat de polariteit van de condensator nu wordt gewijzigd.Met andere woorden, de onderste plaat nu een positieve lading en een bovenplaat - een negatieve lading (zie onderstaande).
systeem is nu volledig gericht, en de energie begint te stromen uit de condensor naar de inductie (zie onderstaande afbeelding).Daardoor energie helemaal terug naar zijn beginpunt en is gereed om de cyclus opnieuw beginnen.
trillingsfrequentie kan als volgt worden benaderd:
- F = 1 / 2π (LC) 0,5,
waarbij: F - frequentie, L - inductie, C - capaciteit.
overweging in dit voorbeeld, de werkwijze weerspiegelt de fysische essentie van de resonantiespanning.
Research voltage resonance
In real LC circuits er altijd een geringe weerstand, die afneemt bij elke cyclus toename van de amplitude van de stroom.Na enkele cycli, wordt de huidige gereduceerd tot nul.Dit effect wordt "dempingsmateriaal sinusoïdale signaal".De snelheid van de huidige uitdoven afhankelijk van de weerstand in het circuit.Maar de weerstand niet de oscillatiefrequentie van de resonantiekring te veranderen.Als de weerstand groot genoeg is, zal sinustrillingen in de loop zich niet helemaal.
duidelijk waar een eigenfrequentie, is er een mogelijkheid van resonante excitatie proces.Wij doen dit in een serie schakeling, die de voeding wisselstroom (AC), zoals links getoond.De term "variabel" betekent dat de uitgangsspanning van de kracht varieert met een bepaalde frequentie.Als de frequentie van de voeding overeenkomt met de natuurlijke frequentie van de schakeling, een resonantiespanning.
Algemene verschijning
Wij beschouwen de resonantie toestand van stress.Zoals in deze figuur, we terug naar de weerstand circuit.Zonder weerstand in het circuit stroom in de resonante schakeling zal toenemen tot een maximum wordt bepaald door de parameters van de schakelelementen en de voedingswaarde.Het verhogen van de weerstand van de weerstand in de resonantieschakeling vergroot de neiging tot verlichting van de stroom in het circuit, maar heeft geen invloed op de resonantiefrequentie trillingen.Meestal raakt de mode voltage resonantie optreden wanneer de impedantie van het resonantiecircuit voldoet R = 2 (L / C) 0,5.
behulp spanning resonantie voor radiotransmissie
Resonance stress is niet alleen nieuwsgierig fysisch verschijnsel.Het speelt een cruciale rol in draadloze communicatietechnologie - radio, televisie, mobiele telefonie.Zenders voor draadloze overdracht van gegevens, verplicht bevatten circuit te resoneren bij een specifieke frequentie voor elk apparaat, genaamd de draaggolffrequentie.De zendantenne verbonden met de zender zendt elektromagnetische golven op de draaggolffrequentie.
antenne aan het andere uiteinde van de zendontvanger pad ontvangt het signaal en levert het aan de ontvangende circuit ontworpen om te resoneren bij de draaggolffrequentie.Het is duidelijk dat de antenne ontvangt een veelheid van signalen met verschillende frequenties, niet de achtergrondruis noemen.Bedankt voor de ingang ontvanger afgestemd op de draaggolffrequentie van het resonante circuit, de ontvanger selecteert de juiste frequentie alleen, zeven uit alle onnodige.
Na het detecteren van de amplitude gemoduleerde (AM) radio, geïsoleerd van een laagfrequent signaal (LF) wordt versterkt en gevoed aan de geluidsbron.Dit is de eenvoudigste vorm van radio is zeer gevoelig voor ruis en interferentie.
de kwaliteit van de ontvangen gegevens ontwikkeld en met succes gebruikt door andere, meer geavanceerde methoden radiotransmissie, dat eveneens is gebaseerd op het gebruik van afgestemde resonantiekringen te verbeteren.
frequentiemodulatie of FM-radio lost veel van de problemen de uitzending van amplitude gemoduleerde zendsignaal, maar ten koste van aanzienlijke complicatie van het transmissiesysteem.In de FM-radio systeem geluiden elektronisch kanaal geworden kleine veranderingen in de carrier frequentie.Een apparaat dat deze omzetting uitvoert wordt een "modulator" wordt gebruikt met de zender.
Bijgevolg moet de receiver een demodulator toegevoegd voor het omzetten van het signaal terug in een vorm die kan worden weergegeven via de luidspreker.
Andere voorbeelden van het gebruik van de resonantie spanning
spanning resonantie als in vele circuits filters opgenomen fundamentele principe worden op grote schaal gebruikt in de elektrotechniek om schadelijke en onnodige signalen te elimineren, het effenen van de schommelingen en het genereren van sinusvormige signalen.
