Resonance er en av de mest vanlige i naturen av fysiske fenomener.Resonans fenomenet kan observeres i de mekaniske, elektriske og termiske systemer selv.Uten resonans, ville vi ikke ha radio, tv, musikk og selv husker på lekeplassen, og ikke minst effektive diagnosesystemer som brukes i moderne medisin.En av de mest interessante og nyttige typer resonans i en resonanskrets-spenninger.
resonant kretser
resonans fenomen oppstå i den såkalte RLC-krets bestående av følgende komponenter:
- R - motstander.Disse enhetene er knyttet til de såkalte aktive elementer i den elektriske krets, blir elektrisk energi omdannes til varme.Med andre ord, blir de fjernet fra kretsen, og energien blir omdannet til varme.
- L - induktans.Induktans i elektriske kretser - analoge masse eller treghet i mekaniske systemer.Denne komponenten er ikke veldig merkbar i kretsen før du prøver å gjøre det noen endringer.I mekanikk, for eksempel, er en slik endring av endring i hastighet.Den elektriske kretsen - gjeldende endring.Hvis det av en eller annen grunn skjer induktans motstår denne endringen modus krets.
- C - betegnelse for kondensatorer, som er enheter som lagrer elektrisk energi, akkurat som våren holder mekanisk energi.Induktans konsentrater og butikker magnetisk energi, mens kondensatoren kostnad konsentrater og dermed lagrer elektrisk energi.
begrepet resonanskrets
sentrale elementer i resonanskretsen er induktansen (L) og kapasitans (C).Resistor tendens til demping av svingninger, slik at den fjerner kraften fra kretsen.I går gjennom de prosesser som forekommer i resonanskretsen, vi midlertidig bort fra, men det må huskes at, som friksjonskraften i mekaniske systemer, elektriske motstand i kretsene kan ikke elimineres.
spenning resonans og nåværende resonans
Avhengig av metode for sammenføyning sentrale elementer i resonanskretsen kan være serie og parallelle.Når du kobler en seriell svingekrets til en spenningskilde med en frekvens signal, noe som sammenfaller med den naturlige frekvens, under visse betingelser, ser det stressresponsen.Resonans i kretsen med parallellkoblede reaktive elementer som kalles resonans strømninger.
egenfrekvensen til resonanskretsen
Vi kan få systemet til å svinge med sin egen frekvens.For å gjøre dette, må du først lade kondensatoren, som vist på øverste bildet til venstre.Når dette er gjort, er nøkkelen overføres til den stilling som er vist i den samme figuren til høyre.
Ved tid "0", er all den elektriske energien som er lagret i kondensatoren, og strømmen i kretsen er lik null (figur nedenfor).Legg merke til at den øvre plate av kondensatoren er positivt ladet, og den nedre - negativ.Vi kan ikke se svingninger av elektronene i kretsen, men vi kan måle strøm meter, og med oscilloskop å spore avhengighet av gjeldende tid.Vær oppmerksom på at T på timeplanen - tiden det tar å fullføre en svingning bærende i elektroteknikk kalt "den perioden av pendling."
strøm flyter i klokkens retning (bilde under).Energi overføres fra kondensatoren til spolen induktans.Ved første øyekast kan det virke merkelig at induktansen gir energi, men det ser ut som den kinetiske energien som finnes i den bevegelige massen.
flyt av energi tilbake inn i kondensatoren, men merk at polariteten for kondensatoren er nå endret.Med andre ord, har den nedre plate nå en positiv ladning, og en topplate - en negativ ladning (se figuren nedenfor).
Systemet er nå ferdig adressert, og energien begynner å flyte fra kondensatoren tilbake til induktansen (se figuren nedenfor).Som et resultat, er energi helt tilbake til sitt utgangspunkt, og er klar til å starte syklusen igjen.
oscillasjonsfrekvens kan tilnærmes som følger:
- F = 1 / 2π (LC) 0,5,
der: F - frekvens, L - induktans, C - kapasitet.
hensyn på dette eksempel gjenspeiler prosessen fysiske essensen av resonansspenningen.
Forskning spenningsresonans
I reelle LC-kretser er det alltid en viss motstand, som avtar med hver syklus økning i amplituden av strømmen.Etter flere sykluser, blir strømmen redusert til null.Denne effekten kalles "damping av sinusformet signal".Hastigheten av strøm forråtnelse til null avhengig av motstanden i kretsen.Imidlertid ikke motstanden ikke endrer svingefrekvensen for resonanskretsen.Hvis motstanden er stor nok, vil sinusformede svingninger i sløyfen ikke forekommer i det hele tatt.
Selvfølgelig, hvor det er en naturlig frekvens, er det en mulighet for resonans eksitasjon prosess.Vi gjør dette i en serie krets inkludert strømforsyningen vekselstrøm (AC), som vist til venstre.Betegnelsen "variable" betyr at utgangsspenningen av strøm varierer med en viss frekvens.Dersom frekvensen til strømforsyningen faller sammen med egenfrekvensen av kretsen, en resonansspenning.
Vilkår utseende
Vi anser resonans tilstanden til stress.Som vist i det siste tallet, vi tilbake til motstanden krets.Med ingen motstand i kretsen strømmen i resonanskretsen vil øke til en maksimal verdi som er bestemt av parametrene for kretselementene og strømforsyningen.Ved å øke motstanden av motstanden i resonanskretsen øker tendensen til dempningen av strømmen i kretsen, men påvirker ikke frekvensen av resonansvibrasjoner.Vanligvis gjør den modusspenning resonans ikke oppstå hvis impedansen til resonanskretsen tilfreds R = 2 (L / C) 0,5.
Bruke spenning resonans for radiooverføring
Resonance stress er ikke bare nysgjerrig fysisk fenomen.Det spiller en avgjørende rolle i kommunikasjonsteknologi - radio, fjernsyn, mobiltelefoni.Sendere som benyttes for trådløs overføring av informasjon, tvangs inneholde kretser for å resonere ved en bestemt frekvens for hver enhet, kalt bærefrekvensen.Ved hjelp av senderantennen er koblet til senderen, utstråler den elektromagnetiske bølger ved bærefrekvensen.
antenne ved den andre enden av transceiveren banen mottar signalet og leverer den til mottakerkretsen konstruert for å resonere ved bærefrekvensen.Det er åpenbart at antennen mottar et flertall av signaler ved forskjellige frekvenser, for ikke å nevne den bakgrunnsstøy.Takk for inngangs mottaker på bærefrekvensen til resonanskretsen, velger mottakeren korrekt frekvens eneste, sikting ut all unødvendig.
Etter detektering av amplitudemodulert (AM) radio, isolert fra et lavfrekvent signal (LF) blir forsterket og matet til lydkilden.Dette er den enkleste form for radio er svært følsom for støy og interferens.
å forbedre kvaliteten av den mottatte informasjon som er utviklet og brukt av andre, mer avanserte metoder for radiooverføring, som også er basert på bruk av avstemte resonanssystemer.
frekvensmodulasjon eller FM-radio løser mange av problemene med kringkasting av amplitude-modulert sendesignal, men på bekostning av en betydelig komplikasjon av overføringssystemet.I FM-radio system lyder elektronisk veiene bli små endringer i bærefrekvens.En del av utstyret som utfører denne omdannelse kalles en "modulator" er brukt med senderen.
Følgelig må mottakeren tilsettes til en demodulator for å omforme signalet tilbake til en form som kan gjengis via høyttaleren.
Andre eksempler på bruk av resonansspenningen
spenning resonans som et grunnleggende prinsipp fastsatt i mange kretser filtre er mye brukt i elektroteknikk for å eliminere skadelige og unødvendige signaler, jevne ut svingninger og generere sinusformede signaler.
