Resonânsje fan stress. Wat is resonânsje yn in elektryske circuit

Resonânsje is ien fan de meast foarkommende yn de natoer, fysike ferskynsels. It ferskynsel fan trilling waar te nimmen yn de meganyske, elektryske en sels termyske systemen. Sûnder resonânsje soenen wy gjin radio, televyzje, muzyk en sels in swing yn spielplakken hawwe, net te ferjitten de meast effektive diagnostyske systeeën dy't brûkt wurde yn moderne medisinen. Ien fan 'e nijsgjirrste en brûkbere foarmen fan resonânsje yn in elektryske circuit is de resonânsje fan spanningen.

Eleements fan 'e resonanzekleur

It fenomenon fan resonânsje kin ûntstean yn 'e saneamde RLC-keatling, dy't de folgjende ûnderdielen befettet:

• R - wjerstroepen. Dizze apparaten, ferwiderje mei de saneamde aktive eleminten fan 'e elektryske skeakel, ferheegje elektrysk enerzjy yn' e thermyske enerzjy. Mei oare wurden, se brûke enerzjy út 'e skeakel en konvertearje it yn' e waarmte.
• L is de ynduktinsje. Ynduktasje yn elektryske circusjes is in analogen fan massa en inertia yn meganyske systemen. Dizze komponint is net folle te fernykjen yn 'e elektryske circuit, oant jo besykje gjin wizigingen yn te meitsjen. By de meganika is bygelyks sa'n feroaring de feroaring yn 'e snelheid. Yn 'e elektryske skeakel feroaret de aktuele. As út 'e reden fan' t reden komt, komt de induktasje tsjin sa'n feroaring yn 'e modus fan' e skeakel.
• C - oantsjutting foar capacitors, dat binne apparaten dy't opslaan elektryske enerzjy, krekt as de maitiid behâlde meganyske enerzjy. Induktânse konsintrearret en behâldt magnetyske enerzjy, wylst de kondensator de lading konsintreart en dêrtroch elektrysk enerzjy opslaan.

It konsept fan in resonant-circuit

De wichtichste eleminten fan 'e resonante skeakel binne induktiviteit (L) en kapacitânsje (C). De wjerstân is neigeraden om de oscillaasjes te dampen, sadat it de enerzjy út 'e skeakel fuortsmiten sil. By it bepalen fan de prosessen dy't yn 'e oscillatory circuit ûntstien binne, sille wy it tydlik misse, mar it moat oantnommen wurde dat de elektryske wjerstân yn' e sikehuzen, lykas de sprekkende krêft yn meganyske systemen, net útlutsen wurde kin.

Resonanzresonante en aktuele resonante

Ofhinklik fan 'e manier wêrop de toetseleminten ferbûn binne, kin it resonantskrêft sequinte en parallel wêze. As in serieus oscillatory circuit is ferbûn mei in spanningsboarne mei in sinnefrekwinsje dy't oerienkomt mei de natuerfrekwinsje, ûnder beskate betingsten, ûntstiet in resonânsje fan spanningen. Resonânsje yn in elektryske skeakel mei parallel ferbûne reaktive eleminten wurdt resonânsje fan streamingen neamd.

De natuerfrekwinsje fan 'e resonante skeakel

Wy kinne it systeem fertsjinje op syn eigen frekwinsje. Om dit te dwaan moatte jo de kondensor earst laden, lykas yn 'e boppeste link figuer. As dit dien is, wurdt de kaai ferpleatst nei de posysje dy 't yn deselde figuer op' e rjochter werjûn is.

Op 'e tiid "0" wurde alle elektryske enerzjy yn' e kapsitor bewarre, en de aktuele yn 'e krúst is nul (sjoch hjirûnder). Tink derom dat de boppeblêd fan 'e kapsitor posityf oplutsen wurdt, en de legere is negative. Wy kinne de oscillaasjes fan 'e elektroanen net sjogge yn' e krúspunt, mar wy kinne de aktuele mjitmeitsje mei in ammeter, en mei help fan in oscilloscope kinne wy it karakter fan 'e hjoeddeistige versus-tiid ferfolje. Tink derom dat T op ús graf is de tiid dat it nedich is om ien oscillaasje te foltôgjen, dy't yn elektryske yngenieur de "oscillaasjeperioade" hjit.

De aktive streamt yn 'e klok yn' t sin (figuer hjirûnder). Enerzjy wurdt oerdroegen fan de condenser nei de ynduktor. Op 'e eagen, it kin miskien lekker wêze dat de ynduktinsje enerzjy befettet, mar dit is te fergelykjen mei de kinetyske enerzjy dy't yn' e bewegende massa bewarre is.

De enerzjyflux komt werom nei de kondensator, mar bepale dat de polariteit fan 'e kapsitor no feroare is. Mei oare wurden, de boaiemplaat hat no in positive lading, en de topplaat - in negative lading (figuer hjirûnder).

No is it systeem folslein omheech, en de enerzjy begjint te reitsjen fan 'e kapsitor op' e nij nei de ynduktinsje (figuer hjirûnder). As gefolch dêrtroch giet de enerzjy folslein nei syn útgongspunt en is klear om it fytsen opnij te begjinnen.

De oscillaasjefrekwinsje kin sa as:

• F = 1 / 2π (LC) ^0,5,

Wêr: F - frekwinsje, L - ynduktinsje, C - kapaciteit.

It proses beskôge yn dit foarbyld reflektet de fysike essinsje fan stress-resonânsje.

Undersyk fan stressresonanz

Yn echte LC-sirkels is der altyd in lyts ferset, dat mei elke fytser de ferheging fan 'e aktuele amplitude feroaret. Nei ferskate cycles feroaret de aktuele nul. Dit effekt wurdt neamd "ôfwizing fan in sinusoidale sinjaal". De taryf fan it ôfbrekken fan 'e aktive oant nul-wearde hinget ôf fan' e wearde fan 'e wjerstân yn' e kreis. De wjerstân feroaret lykwols de oscillaasjefrekwinsje fan 'e resonante skeakel. As it ferset grut genôch is, wurde gjin sinusoidale oscillaasjes yn 'e rûnte komme.

Fansels, wêr't in natuerlike oscillaasjefrekwinsje is, is de mooglikheid fan spannend in resonant proses. Wy dogge dat troch ûnder oaren yn in daisy ketting macht oanfier fan wikselstroom (AC), lykas werjûn oan de linker. De term "fariabele" betsjut dat de útgongspunt fan 'e boarne swierte is op in bepaalde frekwinsje. As de frekwinsje fan 'e krêft leveret oan' e natuerfrekwinsje fan 'e skieding, ûntstiet in resonânsje fan' e spanningen.

Betingsten foar misdieden

Wy sjogge no de betingsten foar it optreden fan in stressresonanz. As jo yn 'e lêste figuer sjen litte, kamen wy de wjerstân oan' e rûnte. By it ûntbrekken fan in wjerstân yn 'e skeakel sil de aktuele yn' e resonante skeakel ferheegje nei in bepaalde maksimale wearde dy't bepaald wurdt troch de parameter fan de eleminten en de krêft fan 'e krêft. It ferheegjen fan 'e wjerstân fan' e wjerstân yn 'e resonante skeakel fergruttet de tearens om de aktive yn' e skeakel te fersmiten, mar beynfloedet de frekwinsje fan 'e resonante oscillaasjes net. Typysk, de spanning resonânsje modus bestiet net foarkomme as de impedance fan de resonânsje circuit voldoet R = 2 (L / C) ^0,5.

Gebrûk fan spanningsresonânsje foar radiomaasje

It ferskynsel fan stress-resonânsje is net allinich in nijsgjirrich fysike ferskynsel. It spilet in útsûnderlike rol yn 'e technology fan draadloze kommunikaasje - radio, televyzje, telefoanyske telefoon. Transmitters dy't brûkt wurde foar draadloze transmissasje fan ynformaasje sille negearre sirkwy 's foar ûntbrekkjen op in frekwinsje definieare foar elke apparaat, neamd de treddefrekwinsje. Troch middel fan it transmitting antenne ferbûn oan de stjoerder, it emits elektromagnetyske weagen by de ferfierder frekwinsje.

In antenne oan it oare ein fan it transmit-ûntfange paad ûntliend is dit sinjaal en ite it nei de ûntfangende loop, ûntwurpen om resonate te wêzen op 'e dragerfrekwinsje. Fansels kriget de antenne in protte sinjalen op ferskate frekwinsjes, net ferminderjend lûd. Troch de oanwêzigens by de ynfier fan it opsleine apparaat dat opnommen wurdt oan de dragerfrekwinsje fan 'e resonante circuit, selektearret de ûntfanger de ienichste feittrefrekwinsje, filterje alle net nedich.

Nei it fêstlizzen fan it amplitude-modulearre (AM) radiosignale wurdt it lingtefrekw-sinjale (LF) dat útfierd wurdt wurdt fersterke en nei it sound reprodusearjende apparaat te fieden. Dit is de ienfâldige foarm fan radiomaasje is tige gefoelich foar lûd en ynterferinsje.

Om de kwaliteit fan ûntfangen fan ynformaasje te ferbetterjen, binne oare, mear avansearre metoaden fan radiofyldransferûntwerp ûntwikkele en suksesfol brûkt, dy't ek basearre binne op it gebrûk fan opnommen resonante systemen.

Frekwinsje Modulation en de FM-radio lost in protte fan 'e problemen mei radio transmitting amplitude modulated sinjaal, mar oan' e kosten fan 'e wichtige kompleksiteitsteory heechspanningslieding systeem. Yn FM radio sjogge systemen lûden yn 'e elektroanyske paad yn lytse feroarings yn' e dragerfrekwinsje. In part fan 'e apparatuer dy't dizze omskriuwing útfiert is in "modulator" neamd en wurdt brûkt foar de transmitter.

Dęrneist moat in demodulator oan 'e ûntfanger tafoege wurde om it sinjaal werom te setten nei in formulier dat troch de luidsprekker opnommen wurde kin.

Oare foarbylden fan it brûken fan spanningsresonânsje

Resonânsje-resonânsje as grûnprinsipe is ek ynsletten yn 'e skieding fan ferskate filters dy't breed brûkt wurde yn elektrysk technyk om skealike en net needsaaklike sinjalen te sluten, glûzjen fan pulsaasjes en sinusoidale sinjalen.