Resonansie stres. Wat resonantekring

Resonansie is een van die mees algemene in die natuur, fisiese verskynsels. Die verskynsel van resonansie waargeneem kan word in die meganiese, elektriese en selfs termiese stelsels. Sonder resonansie, het ons nie 'n radio, televisie, musiek en selfs swaai by die speelgrond, nie om effektiewe diagnostiese stelsels wat gebruik word in die moderne medisyne te noem. Een van die mees interessante en nuttige tipes resonansie kring is 'n resonansie spanning.

Die elemente van die resonante kring

Resonansie mag voorkom in die sogenaamde RLC-kringe, wat bestaan uit die volgende komponente:

• R - resistors. Hierdie toestelle wat verband hou met die sogenaamde aktiewe elemente van die elektriese stroombaan, word elektriese energie omgeskakel word na hitte. Met ander woorde, hulle krag te verwyder uit die kring en omskep dit in hitte.
• L - induktansie. Induktansie in elektriese stroombane - analoog van massa of traagheid in meganiese stelsels. Hierdie komponent is nie baie opvallend in die kring totdat jy probeer om dit te doen in 'n verandering. In meganika, byvoorbeeld, so 'n verandering is die verandering in snelheid. Die elektriese kring - die huidige verandering. As dit vir een of ander rede kom, die induktansie teenwerk so kring regime verandering.
• C - aanwysing vir kapasitors, wat toestelle wat elektriese energie te stoor, net soos die lente te behou is meganiese energie. Induktansie konsentrate en winkels magnetiese energie, terwyl die kapasitor lading konsentreer en sodoende slaan die elektriese energie.

Die konsep van die resonante kring

Die belangrikste elemente is resonante kring induktansie (L) en kapasitansie (C). Die weerstand het 'n neiging om demping van ossillasies, so dit verwyder krag van die kring. In die ondersoek van die prosesse wat in die resonante kring, ons tydelik ignoreer, maar dit moet onthou word dat, soos die wrywingskrag in meganiese stelsels, elektriese weerstand in die kringe kan nie uitgeskakel word.

Die resonansie van resonansie spannings en strome

Afhangende van die metode van die koppeling van die belangrikste elemente van die resonansie kring kan serial en parallel wees. Wanneer die koppeling van die reeks resonante kring om 'n spanningsbron sein met 'n frekwensie wat saamval met 'n natuurlike frekwensie, onder sekere omstandighede, daar ontstaan die stresreaksie. Die resonansie in die elektriese stroombaan in parallel verbind met die reaktiewe elemente genoem resonansie strome.

Die natuurlike frekwensie van die resonante kring

Ons kan veroorsaak dat die stelsel te ossilleer teen 'n natuurlike frekwensie. Om dit te doen, moet jy eers die kapasitor laai, soos getoon in die boonste prentjie aan die linkerkant. Wanneer dit gedoen word, is die sleutel na die bedrag wat in dieselfde figuur op die regte posisie.

Ten tye "0", al die elektriese energie gestoor in die kapasitor en die stroom in die kring is gelyk aan nul (figuur). Let daarop dat die boonste plaat van die kapasitor positief gelaai, en die onderste - in die negatiewe. Ons kan nie die ossillasies van elektrone sien in die kring, maar kan ons huidige ammeter meet, en met ossilloskoop om die afhanklikheid van die huidige tye op te spoor. Let daarop dat T op ons skedule - die tyd wat dit neem om 'n ossillasie dra voltooi in elektriese ingenieurswese genoem "huiwering tydperk."

Die stroom vloei in 'n kloksgewyse rigting (sien figuur hieronder). Energie oorgedra word vanaf die condensor om die induktor. Met die eerste oogopslag mag dit lyk vreemd dat die induktansie verskaf energie, maar dit is soortgelyk aan die kinetiese energie vervat in die bewegende massa.

Die vloei van energie is terug na die condensor, maar daarop dat die polariteit van die kapasitor nou verander het. Met ander woorde, die onderste plaat het nou 'n positiewe lading en die boonste plaat - negatiewe lading (figuur).

Die stelsel is nou ten volle aangespreek, en die energie begin om terug na die induktansie vloei uit die condensor (sien figuur hieronder). As gevolg hiervan, energie is heeltemal terug na die beginpunt en is gereed om die siklus van nuuts af begin.

Die ossillasie frekwensie kan soos volg benader:

• F = 1 / 2π (LC) ^0,5,

waar: F - frekwensie, L - induktansie, C - kapasitansie.

Beskou in hierdie voorbeeld, die proses weerspieël die fisiese wese van spanning resonansie.

Ondersoek spanning resonansie

In die werklike LC kringe is daar altyd 'n effense weerstand wat afneem met elke siklus verhoog die huidige amplitude. Na 'n paar siklusse, is die huidige verminder tot nul. Hierdie effek staan bekend as "demping van sinusvormige sein". Die tempo van die huidige verval aan nul is afhanklik van die weerstand in die stroombaan. Dit beteken egter die weerstand nie die frekwensie van die resonansie kring ossillasies verander. As die weerstand is groot genoeg is, sal 'n sinusvormige ossillasie glad nie voorkom in die lus.

Dit is duidelik dat, waar daar is 'n natuurlike frekwensie van ossillasie kan opwekking proses resonansie. Ons doen dit deur die insluiting van 'n daisy chain kragtoevoer van wisselstroom (AC), soos aangedui op die linkerkant. Die term "veranderlike" dui daarop dat die bron uitsetspanning wissel met 'n sekere frekwensie. As die kragbron frekwensie val saam met die natuurlike frekwensie van die kring, spanning resonansie ontstaan.

Terme van voorkoms

Nou kyk ons na die omstandighede van die voorkoms van spanning resonansie. Soos getoon in die laaste figuur, is ons terug na die weerstand in die stroombaan. Met geen weerstand in die huidige lus in die resonante kring sal verhoog word tot 'n maksimum waarde bepaal deur die kring element parameters en kragtoevoer. Die verhoging van die weerstand van die resistor in die resonansie kring verhoog die neiging om die verswakking van die stroom in die kring, maar het geen invloed op die frekwensie van resonansie vibrasies. Tipies, het die spanning resonansie af nie plaasvind indien die impedansie van die resonansie kring voldoen R = 2 (L / C) ^0,5.

Die gebruik van resonansie spanning vir radio-uitsending

Spanning resonansie verskynsel is nie net 'n fisiese vreemde verskynsel. Dit speel 'n belangrike rol in draadlose kommunikasie tegnologie - radio, televisie, sellulêre tegnologie. Senders gebruik vir draadlose transmissie van inligting noodwendig circuit bevat om aanklank vind by 'n spesifieke frekwensie vir elke toestel genoem draerfrekwensie. Deur middel van die oordrag van antenna gekoppel aan die sender, dit straal elektromagnetiese golwe by die draerfrekwensie.

Die antenna aan die ander kant transceiver pad kry die sein en lewer dit aan die ontvangs kring ontwerp om aanklank vind by die draerfrekwensie. Dit is duidelik dat die antenna ontvang 'n pluraliteit van seine by verskillende frekwensies, nie om die agtergrond geraas te noem. Te danke aan die teenwoordigheid van die ontvangstoestel ingeskakel op die draerfrekwensie van die resonante kring, die ontvanger kies net die regte frekwensie, filter uit al onnodig.

Na die opsporing van die amplitude gemoduleerde (AM) radio, 'n toegewyde lae frekwensie sein daaruit (LF) is versterk en gevoed na die geluid produseer toestel. Dit is die eenvoudigste vorm van radio is baie sensitief vir geraas en inmenging.

Om die kwaliteit van die inligting ontvang ontwikkel verbeter en suksesvol gebruik ander, meer gevorderde maniere van radio-uitsending, wat ook gebaseer op die gebruik van ingeskakel resonante stelsels.

Frekwensiemodulasie en die FM-radio los baie van die probleme met radio stuur amplitude gemoduleerde sein, maar ten koste van beduidende kompleksiteit oordrag stelsel. Die FM-radio stelsel geluide elektronies kanaal is omskep in 'n klein veranderinge in draerfrekwensie. Stuk toerusting wat hierdie omskakeling voer is bekend as 'n "modulator" gebruik word met die sender.

Gevolglik moet die ontvanger bygevoeg word om 'n demodulator vir die omskakeling van die sein terug in 'n vorm wat deur die luidspreker weergegee kan word.

Ander voorbeelde gebruik 'n spanning resonansie

Resonansie spanning as die fundamentele beginsel ook geïnkorporeer in die circuit van verskeie filters, is wyd gebruik word in elektriese ingenieurswese aan die skadelike en ongewenste seine uit te skakel, en glad die pulsasie genereer sinusvormige seine.