Rezonancia je jedným z najviac obyčajný v povahe fyzikálnych javov.Rezonancie jav možno pozorovať v mechanických, elektrických a tepelných systémov dokonca.Bez rezonancie, by sme nemali rádio, televízia, hudba a dokonca aj hojdačky na ihrisku, nehovoriac o efektívne diagnostické systémy používané v modernej medicíne.Jedným z najviac zaujímavých a užitočných druhov rezonancie sa v rezonančný obvod napätia.
prvky rezonančný obvod
rezonancie jav môže nastať v tzv RLC-obvodom, ktorý zahŕňa nasledujúce komponenty:
- R - odpory.Tieto zariadenia vzťahujúce sa k tzv aktívnych prvkov elektrického obvodu, elektrická energia sa premení na teplo.Inými slovami, sú odstránené z obvodu a energie sa premení na teplo.
- L - indukčnosť.Indukčnosť v elektrických obvodoch - analógový hmoty alebo zotrvačnosti mechanických systémov.Tento komponent nie je príliš viditeľný v obvode, kým sa pokúsite to urobiť žiadne zmeny.V mechanike, napríklad, takáto zmena je zmena v rýchlosti.Elektrický obvod - zmena prúdu.Pokiaľ to z nejakého dôvodu stane, indukčné odoláva tento režim zmeniť okruh.
- C - označenie pre kondenzátory, čo sú zariadenia, ktoré uchovávajú elektrickú energiu, rovnako ako prameň tvrdí mechanickú energiu.Indukčné koncentráty a obchody magnetickej energie, zatiaľ čo kondenzátor poplatku koncentráty a tým ukladá elektrickú energiu.
Pojem rezonančný obvod
kľúčových prvkov rezonančný obvod je indukčnosť (L) a kapacity (C).Odpor má tendenciu tlmenie kmitov, takže odpojenie napájania obvodu.Pri preskúmavaní procesy prebiehajúce v rezonančný obvod, sme dočasne ignorovať, ale je treba mať na pamäti, že, rovnako ako sily trenia v mechanických systémov, elektrický odpor v obvodoch nemožno vylúčiť.
napätie a prúd rezonancie rezonancie
V závislosti na spôsobe spojovania kľúčové prvky rezonančný obvod môže byť sériové a paralelné.Pri pripojení sériového oscilačného obvodu k zdroju napätia s frekvenciou signálu, ktorý sa zhoduje s vlastnou frekvenciou, za určitých podmienok, sa zdá, stresovej reakcie.Rezonancie v obvode s paralelne zapojenými reaktívnych prvkov nazývaných rezonančné prúdy.
prirodzená frekvencia rezonančný obvod
Môžeme urobiť systém kmitať s vlastnú frekvenciu.Ak chcete urobiť, musíte najprv nabiť kondenzátor, ako je znázornené na hornom obrázku vľavo.Keď toto je robené, kľúč je prenesený do polohy znázornenej na rovnakom obrázku vpravo.
V čase "0", všetky elektrické energie uloženej v kondenzátore, a prúd v obvode sa rovná nule (obrázok nižšie).Všimnite si, že horná doska kondenzátora je pozitívne nabitá, a nižšie - negatívny.Nemôžeme vidieť oscilácie elektrónov v obvode, ale môžeme merať aktuálne ampérmeter, a s osciloskopom vysledovať závislosť aktuálneho času.Všimnite si, že T na našom pláne - čas potrebný na dokončenie jedného oscilačná ložisko v elektrotechnike s názvom "obdobie kmitanie."
prúd tečie v smere hodinových ručičiek (obrázok nižšie).Energia sa prenáša z kondenzátora na indukčnosti cievky.Na prvý pohľad sa môže zdať divné, že indukčnosť dodáva energiu, ale vyzerá to, že kinetickej energie obsiahnutej v pohybujúce sa hmote.
tok energie späť do kondenzátora, ale poznamenať, že polarita kondenzátora je teraz zmenené.Inými slovami, spodná doska má teraz kladný náboj, a hornú dosku - negatívny náboj (viď obrázok nižšie).
systém je teraz plne vyriešený, a energia začne prúdiť z kondenzátora späť na indukčnosti (viď obrázok nižšie).Výsledkom je, že energia je úplne späť do východzieho bodu, a je pripravený na začatie cyklus znova.
frekvencie kmitania možno približne určiť takto:
- F = 1 / 2π (LC) 0,5,
kde: F - frekvencia, L - indukčnosť, C - kapacita.
úvaha v tomto príklade je spôsob odráža fyzikálnu podstatu rezonančné napätia.
Výskum napätie rezonancie
Vo skutočných LC obvodov je vždy mierny odpor, ktorý klesá s každým zvýšením cyklu v amplitúdy prúdu.Po niekoľkých cykloch, prúd je znížený na nulu.Tento efekt sa nazýva "tlmenie sínusového signálu".Rýchlosť rozpadu prúdu na nulu, závisí na odpore v obvode.Avšak, odpor nemení oscilačná frekvencia rezonančný obvod.V prípade, že odpor je dostatočne veľký, bude sínusové oscilácie v elektrickom obvode nedochádza vôbec.
Je zrejmé, že tam, kde je vlastná frekvencia, je tu možnosť rezonančný excitácie procesu.Robíme to v sérii obvode vrátane napájania striedavého prúdu (AC), ako je vidieť na obrázku vľavo.Termín "variabilné" znamená, že výstupné napätie sily mení v závislosti na určitej frekvencii.V prípade, že frekvencia napájacieho zdroja sa zhoduje s vlastnou frekvenciou obvodu rezonancie, a napätie.
Podmienky vzhľad
považujeme rezonancie stav stresu.Ako je znázornené v tomto poslednom uvedenom obrázku, sme sa vrátili do odporu obvodu.Bez odporu v obvode prúdu v rezonančný obvod sa zvýši na maximálne hodnoty stanovené podľa parametrov obvodových prvkov a napájanie.Zvýšenie odolnosti rezistora v rezonančnom obvode zvyšuje sklon k zoslabeniu prúdu v obvode, ale nemá vplyv na frekvencii rezonančných vibrácií.Typicky, režim napätie nedochádza k rezonancii v prípade, že impedancia rezonančný obvod spĺňa R = 2 (L / C) 0,5.
Použitie napätie rezonanciu pre rádio prenos
rezonancie stresu je nielen zvedavý fyzikálny jav.To zohráva kľúčovú úlohu pri bezdrôtové komunikačné technológie - rozhlas, televízia, mobilnej telefónie.Vysielače používané pre bezdrôtový prenos informácií, povinne obsahovať obvody pre rezonovať na konkrétnu frekvenciu pre každé zariadenie, tzv nosnú frekvenciu.Použitie vysielaciu anténu pripojenú k prevodníka, vysiela elektromagnetické vlny na kmitočte nosnej.
anténa na druhom konci vysielací dráha prijíma signál a dodáva ju do prijímacieho obvodu navrhnutý tak, aby rezonovať na kmitočte nosnej.Je zrejmé, že anténa prijíma množstvo signálov na rôznych frekvenciách, nehovoriac o šumu pozadia.Vďaka za vstupné prijímač naladený na nosnom kmitočte rezonančný obvod, prijímač volia správnej frekvencie len, preosievanie sa všetky zbytočné.
Po detekcii amplitúdy modulované (AM), rádio, izolovaných z nízkofrekvenčného signálu (LF) je zosilnený a privádza k zdroju zvuku.To je najjednoduchšia forma rádio je veľmi citlivý na hluk a rušenie.
pre zlepšenie kvality získaných informácií vyvinuté a úspešne používa iných, pokročilé metódy rádiovým prenosom, ktorý je tiež založený na využití rezonančných naladených systémov.
frekvenčnej modulácie alebo FM rádio rieši mnoho problémov s vysielania amplitúdovo modulovaného vysielaného signálu, avšak za cenu značnej komplikácie prenosovej sústavy.V FM-rádiového systému zvuky elektronicky ciest stávajú malé zmeny v nosnej frekvencie.Kus vybavenie, ktoré vykonáva tento prevod sa nazýva "modulátor" sa používa s vysielačom.
toho vyplýva, že prijímač musí byť pridané do demodulátora pre prevádzanie signálu späť do formy, ktorá môže byť reprodukované cez reproduktor.
Ďalšie príklady použitia rezonancie napätia
napätia rezonancii ako základné zásady stanovené v mnohých obvodov filtre sú široko používané v elektrotechnike eliminovať škodlivé a nepotrebné signály, vyhladenie kolísania a generujú sínusové signály.
