Resonance är en av de vanligaste i form av fysiska fenomen.Resonans fenomen kan iakttas i de mekaniska, elektriska och termiska system med.Utan resonans, skulle vi inte ha radio, tv, musik och även gungor på lekplatsen, att inte tala om effektiva diagnossystem som används inom den moderna medicinen.En av de mest intressanta och användbara typer av resonans i en resonanskrets spänningar.
resonanskretselement
resonans fenomen kan förekomma i så kallade RLC-krets innefattande följande komponenter:
- R - motstånd.Dessa anordningar relaterade till de så kallade aktiva element i den elektriska kretsen, är elektrisk energi omvandlas till värme.Med andra ord, tas de bort från kretsen och energin omvandlas till värme.
- L - induktans.Induktansen i elektriska kretsar - analog massa eller tröghet i mekaniska system.Denna komponent är inte särskilt märkbar i kretsen tills du försöker göra det några ändringar.Inom mekanik, till exempel, är en sådan förändring av hastighetsändring.Den elektriska kretsen - den aktuella förändringen.Om det av någon anledning händer induktans motstår denna förändring läge krets.
- C - beteckning för kondensatorer, som är apparater som lagrar elektrisk energi, på samma sätt som fjädern bibehåller mekanisk energi.Induktans koncentrat och lagrar magnetisk energi, medan kondensatorladdningen koncentrat och därmed lagrar den elektriska energin.
begreppet resonanskretsen
centrala delar av resonanskretsen är induktansen (L) och kapacitans (C).Motståndet tenderar att dämpning av svängningar, så det tar bort strömmen från kretsen.Vid granskning av de processer som sker i resonanskretsen, vi tillfälligt ignorera, men man måste komma ihåg att, i likhet med kraft friktionen i mekaniska system, elektriskt motstånd i kretsarna kan inte elimineras.
spänning resonans och nuvarande resonans
Beroende på metoden för att gå centrala delar av resonanskretsen kan vara seriell och parallell.När man ansluter en seriell svängningskrets till en spänningskälla med en frekvenssignal, som sammanfaller med den naturliga frekvensen, under vissa förhållanden, verkar det stress.Resonans i kretsen med parallellkopplade reaktiva element kallade resonansströmmar.
egenfrekvens för resonanskretsen
Vi kan få systemet att oscillera med sin egen frekvens.För att göra detta måste du först ladda kondensatorn, som visas i den övre bilden till vänster.När detta är gjort, är nyckeln överförs till det läge som visas i samma figur på rätt position.
Vid tidpunkten "0", är lika med noll (figur nedan) all elektrisk energi, som lagras i kondensatorn, och strömmen i kretsen.Notera att den övre plattan hos kondensatorn är positivt laddad, och den nedre - negativ.Vi kan inte se svängningarna hos elektronerna i kretsen, men vi kan mäta ström amperemeter, och med oscilloskop för att spåra beroende av den aktuella tiden.Observera att T på vårt schema - den tid det tar att slutföra en svängning lager i elektroteknik kallas "svängningsperioden."
ström flyter i medurs riktning (figur nedan).Energi överförs från kondensatorn till spolen induktans.Vid första anblicken kan det tyckas märkligt att induktansen ger energi, men det ser ut som den kinetiska energin i den rörliga massan.
flöde av energi tillbaka in i kondensorn, men observera att polariteten hos kondensatorn nu ändras.Med andra ord, har den nedre plattan nu en positiv laddning, och en övre platta - en negativ laddning (se figur nedan).
Systemet är nu fullt upp, och energin börjar flöda från kondensorn tillbaka till induktansen (se bild nedan).Som ett resultat, är energi helt tillbaka till sin utgångspunkt och är redo att starta cykeln igen.
oscillationsfrekvens kan uppskattas enligt följande:
- F = 1 / 2π (LC) 0,5,
där: F - frekvens, L - induktans, C - kapacitet.
övervägande på det här exemplet, återspeglar processen fysiska essensen av resonansspänningen.
Research spänningsresonans
I faktiska LC-kretsar finns det alltid ett svagt motstånd, vilket minskar med varje cykel ökning av amplituden hos strömmen.Efter flera cykler, är den nuvarande reduceras till noll.Denna effekt kallas "dämpning av sinusformad signal".Hastigheten för ström avklingning till noll beror på motståndet i kretsen.Emellertid inte motståndet inte ändra oscillationsfrekvensen hos resonanskretsen.Om resistansen är tillräckligt stor, kommer sinusformade svängningar i slingan inte förekomma alls.
Uppenbar, där det finns en naturlig frekvens, finns det en möjlighet av resonansexciteringsprocess.Vi gör detta i en seriekrets inklusive energitillförsel växelström (AC), såsom visas till vänster.Uttrycket "variabel" betyder att utspänningen hos effekt varierar med en viss frekvens.Om frekvensen i strömförsörjningen sammanfaller med den naturliga frekvensen för kretsen, en resonansspänning.
Villkor utseende
Vi anser att resonansvillkoret stress.Som framgår av den senare siffran, återvände vi till motståndskretsen.Med ingen motstånd i kretsen strömmen i resonanskretsen kommer att öka till ett maximalt värde, som bestäms av parametrarna för de kretselement och strömförsörjningen.Att öka resistansen för motståndet i resonanskretsen ökar tendensen till dämpningen av strömmen i kretsen, men påverkar inte frekvensen av resonanssvängningar.Vanligtvis ser mode spänning resonans inte inträffa om impedansen hos resonanskretsen uppfyller R = 2 (L / C) 0,5.
Använda spännings resonans för radiosändning
Resonance stress är inte bara nyfiken fysiskt fenomen.Den spelar en avgörande roll i trådlös kommunikationsteknik - radio, tv, mobiltelefoni.Sändare som används för trådlös överföring av information, obligatoriskt innehålla kretsar för att resonans vid en specifik frekvens för varje enhet, som kallas bärfrekvens.Använda sändarantennen ansluten till sändaren avger den elektromagnetiska vågor vid bärfrekvensen.
antenn vid den andra änden av sändtagaren vägen mottar signalen och levererar den till mottagningskretsen konstruerad att ge resonans vid bärfrekvensen.Det är uppenbart att antennen tar emot ett flertal signaler vid olika frekvenser, för att inte tala om bakgrundsbrus.Tack för insignalsmottagare avstämd till bärfrekvens resonanskretsen, väljer receivern rätt frekvens endast sålla ut alla onödiga.
Efter detektering av amplitudmodulerade (AM) radio, isolerad från en låg-frekvenssignal (LF) förstärks och matas till ljudkällan.Detta är den enklaste formen av radio är mycket känsliga för buller och störningar.
att förbättra kvaliteten på den mottagna informationen utvecklats och med framgång använts av andra mer avancerade metoder för radioöverföring, vilken också är baserad på användningen av avstämda resonanssystem.
frekvensmodulation eller FM-radion löser många av de problem med sändningen av amplitud-modulerade transmissionssignalen, men på bekostnad av avsevärd komplikation av överföringssystemet.I FM-radiosystemet ljud elektroniskt vägarna blir små förändringar i bärfrekvens.En del av utrustningen som utför denna omvandling kallas "modulator" används med sändaren.
Följaktligen måste mottagaren sättas till en demodulator för att omvandla signalen tillbaka till en form som kan återges via högtalaren.
Andra exempel på användning av resonansspänningen
spänning resonans som en grundläggande princip som fastställs i många kretsar filter används ofta i elektroteknik att eliminera skadliga och onödiga signaler, utjämning fluktuationer och generera sinussignaler.
