Elektromos rezgőkör
Egy elektromos oszcillációs áramkör az úgynevezett zárt áramkör, amely egy C kondenzátor és L induktivitás (ábra. 9.8). Periodikusan ismétlődő változások tekercs áramát, és a kondenzátor feszültsége a hiányában a külső befolyások úgynevezett szabad oszcillációk.
Amikor csatlakozik a lemezeket egy feltöltött kondenzátor (ábra. 9.8a) induktivitás aktuális történik ott. Ha az elektromos ellenállás a tekercs elhanyagolható, az elektromos mező energia feltöltött kondenzátor kezdődik Mi prevraschaetsya mágneses térben energia WM. Pillanatnyi a kondenzátor kisülése megakadályozza önindukciós elektromotoros erő, a visszatartó erők növekedését folyamat aktuális a tekercsben.
Abban az időben, amikor a kondenzátor teljesen lemerült, az áram a tekercs és a mágneses erőtér energiáját eléri a maximális (amplitúdó) értékeket (ábra. 9.8b). Miután a kondenzátor kisülési áram a tekercsben csökken, de ez vezet, hogy csökken a mágneses fluxus okozza öngerjesztő EMF egy tekercs és indukciós áram. Most az irányt az indukált áram úgy, hogy megakadályozza a csökkenése mágneses fluxus.
A kondenzátor feltöltődik, indukált áram vezetésére. Amikor a jelenlegi eltűnik, a kondenzátor kellene megfizetni a kezdeti töltés érték, de ellenkező előjellel (ábra. 9.8V). Ezt követően, az alábbi folyamat játszódik le újratöltés kondenzátor folyó áram az ellenkező irányban (ábra. 9,8 g), és visszatér az eredeti állapotába, miután egy teljes oszcillációs (ábra. 9.8d). A felső részén az ábra mutatja az időt értékét a megfelelő állapotok, kifejezett frakciókban az időszak
. ahol W0 - körkörös (gyűrűs) a frekvencia az oszcillációk az áramkörben.
Az energiamegmaradás törvényének azt mutatja, hogy ennek hiányában a maximális érték az elektromos mező energiát feltöltött kondenzátor egyenlő a maximális értéket a mágneses mező energia tekercs ellenállása WM áramkör :. ahol lehet kapni a kapcsolatot az amplitúdó értékek a jelenlegi a tekercs és kondenzátor feszültsége :. Ez az arány az alábbi méretekkel rendelkezik az ellenállás, az úgynevezett hullám értéket, illetve a jellemző impedancia az áramkör.
Ábra. 9.9. Valódi rezgőkörtől
Egy igazi elektromos áramkör miatt energiaveszteség a vezetőkön és dielektromos fűtési energia a mágneses és elektromos mezők fokozatosan alakul át a belső energia. Szabad elektromágneses rezgések az áramkör pusztuló.
Energiaveszteséget az áramkörben lehet elszámolni, hogy az aktív ellenállás (ábra. 9.9). Mivel a dielektromos veszteség a kondenzátor kicsi, az ellenállás gyakorlatilag egyenlő az ellenállás az aktív induktor. Feltételezve, hogy az irányt a jelenlegi töltés kondenzátor pozitív írási Ohm-törvény részáramkörből a negatív töltésű lemez kondenzátor 1 A pozitív töltésű 2. Az (2.13), kapjuk :.
Focus bejárás útvonal 1. pont 2. pont egybeesik az irányt a jelenlegi, tehát a termék iR pozitív. Öngerjesztő EMF által a jogállamiság Lenz negatív. Mivel a potenciális negatív töltésű lemez kisebb, mint a pozitív potenciál, a potenciális különbség (j1 - j2) negatív :. ahol q - a kondenzátor töltésének. A változás oka, kondenzátor töltési áram, de. Tekintettel a fentiekre, a alapján az Ohm-törvény felírható:
ahol b = R / 2L - a csillapítási tényezője - sajátfrekvencia [1].
A differenciálegyenlet (9.8), mint a kapott egyenlet a mechanikus rugó inga (cm. „Mechanics” szakasz). Az oldatot ezen egyenlet formájában :. (9.9)
Ábra. 9.10. Ingadozások a kondenzátor töltésének áramkörben veszteséges
ahol q0 - az áram amplitúdója a kezdeti időben,
- frekvencia csillapított oszcilláció. Tól (9.9) következik, hogy a csökkenése amplitúdója az idő exponenciális (ábra. 9.10). A frekvencia a csillapodó rezgéseinek kisebb, mint a természetes frekvencia W0. Tól (9.10), ebből következik, hogy a nagy csillapítást (b ³ w0) frekvencia lesz képzetes érték. Ez azt jelenti, hogy az oszcilláció folyamat nem fordul elő, és a kondenzátor töltés nullára csökken újratöltés nélkül. Ezt a folyamatot nevezik aperiodikus.
Mi kifejezetten a feltétele az átmenet a rezgési folyamat az aperiodikus áramköri paramétereket. Van: (R / 2L) 2 1 ³ / LC vagy.
A mértéke csillapítás általánosan jellemzi a logaritmikus Csökkentés zatuhaniyal. Ez megegyezik a természetes logaritmusa amplitúdóinak a két keresztül időszakban T:
Egy másik jellemzője a minőségi tényező az áramkör. Ez összefügg a logaritmikus csökkentő arányt. Könnyen azt mutatják, hogy az alacsony csillapítás, ha a b < vagyis egyenlő az arány a jellemző ellenállásának az áramkört, hogy az aktív ellenállást veszteségeket.
Kapcsolódó cikkek