КАТЕГОРИЯ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) Полиграфия- (1312) Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военни бизнесмен (14632) Висока technologies- (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къща- (47672) журналистика и смирен (912) Izobretatelstvo- (14524) външен >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) историята е (13644) Компютри- (11,121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) културата е (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23702) математиците на (16968) Механична инженерно (1700) медицина-(12668) Management- (24684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образователна (11852) truda- сигурност (3308) Pedagogika- (5571) Poligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97 182 ) индустрия- (8706) Psihologiya- (18388) Religiya- (3217) Svyaz (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) на (42831) спортист строително (4793) Torgovlya- (5050) транспорт ( 2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Electronics- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно ( 12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

колебание верига




Променлив ток осветление мрежа се получава, защото производителите на електроенергия да осигуряват променлива електродвижеща сила. Тази електродвижеща сила се генерира, например, телена рамка, по еднакъв начин във въртящо се магнитно поле, с неговия срок, определен от ъгловата скорост на въртене на рамката. По този начин, на текущите колебания във веригата, причинени от промени в електродвижеща сила, действаща в тази верига, точно както тялото принудени трептения, причинени от вибрации, приложени към него механична якост. Актуални трептения в този случай са принудени трептения.

Въпреки това, съществуват схеми, при които мощността могат да бъдат свободни трептения, т.е. трептения, без никакво действие на външна периодично електродвижеща сила, с други думи, има електрическа система на колебание. Най-простият система от този вид е вибриращо верига. Така наречен верига, която се получава чрез свързване на кондензатор на индуктор (Фигура 49а.). Електрическите свойства на една схема, определена от кондензатор капацитет C на, индуктивност L на бобината и съпротивлението на веригата (т.е. основно бобината) R. Заповедта за всякакви свободни трептения, е необходимо по някакъв начин да наруши равновесието - за зареждане на кондензатор, или да инициира (предизвикване) на тока и след предоставяне на пътя към себе си. Фигура 49, както добре. контура се извлича от състоянието на равновесие, така че кондензатор е съобщено първоначално зареждане. За тази са батерия и превключвател. В един ключ позиция (позиция 1 Fig.49) верига е отворена и кондензатор свързан с батерията, която се зарежда до напрежение на клемите на акумулатора. Превръщането на ключ 2, ние деактивиране на батерията и затваряне на ръба. От тази гледна точка във веригата и безплатно електрически трептения започнете: напрежение на зареждане на кондензатор и редуващи се променя знак, минаваща през нула (фиг 49 б показва непрекъсната линия.). По същия начин, промяната на тока във веригата (пунктирана линия в една и съща фигура), но с промяна на времето като ток през нулата за тези моменти, когато напрежението в кондензатор има най-голям положителни и отрицателни стойности.

Долната съпротивление на веригата от R, толкова по-малко затихване и по-точни същото време моментите на преминаване на тока през нулата от момента на максималните стойности на напрежението в кондензатора. В идеалния случай, пълната липса на колебания на съпротива в тока и напрежението ще бъде представена от две хармоници изместен с една четвърт период. Помислете за електрически трептения в идеалния, че е. Д. не разполага с никаква съпротива, резонансна верига. В този случай, свободните незатихващи трептения, наречени правилни. Магнитното поле не може веднага да се появи или да изчезне. Всяка промяна в магнитното поле е съпроводено с появата на електродвижеща сила на индукция, което причинява проводниците към индукция ток. този ток посока на закона на Ленц е такава, че магнитното поле, създадено от нея има за цел да компенсира промяната в магнитното поле, което води до индукция. Това индуктивен магнитно поле забавя промяната на първоначалния областта, предотвратяване на неговото моментно изчезване или външен вид. Същия начин, се оказва, че магнитното поле има инерция като инерция. Тялото не може веднага да спре или да се премести, тъй като това би означавало, че тя става безкрайно голямо ускорение и, следователно, в съответствие със закона на Нютон, ще изисква безкрайна енергия.



Когато затворите зарежда кондензатор до бобината, първия момент на максимално кондензатор напрежението и тока във веригата е равна на нула. Въпреки това, тази точка започва движението на разходи, произтичащи от един електрод към друга и следователно има ток, който причинява магнитно поле. Магнитното поле, и следователно определя неговата ток не може веднага да вземе максималната си стойност, и ще се увеличи постепенно. Тъй като сегашната прехвърлянето акция един електрод към другия, на кондензатор напрежението падне постепенно (кондензатор разреждане). По този начин, увеличаването на магнитното поле е успоредно с намаляване на електрическото поле. Това съответства на закона за запазване на енергията, тъй като според него увеличението на магнитно поле енергия трябва да бъде придружено от спад в електрическо поле енергия. Следователно, когато кондензатор напрежение е нула и електрическа енергия изчезва, магнитната енергия достига максимум. В този момент ще бъде максимално и на ток и на магнитното поле в бобината.

Тъй като магнитното поле (а оттам и на ток) не може веднага да изчезнат, таксата ще продължи да тече в същата посока и ще започне зареждането на кондензатор, но на лайнера, бившият отрицателен преди това, сега е положително заредена, и обратно. Токът ще отслабне и в един момент става нула, кондензатор в този момент ще бъде отново заредена до максимално напрежение, но с обратен знак. Освен това, токът ще тече в обратна посока, в резултат на което презареждане на кондензатор отново, т. Е. Ние ще се върне към първоначалното си състояние, което е в момента на веригата на превключвателя. Фиг. 50 показва петте членки на веригата - след всяко тримесечие на срок, последната снимка (след общ период) съвпада с първата. Прекъснатата линия показват линиите на електричното поле в кондензатора и линиите на магнитното поле в бобината.

Най-простият електрическа осцилираща система е осцилиращ верига. Тази схема се състои от последователно свързани бобина индуктивност на L, кондензатор C и резистор R. Ако съпротивление съпротивление на веригата R = 0, трептенията веригата се нарича перфектен.

Безплатни електромагнитни колебания във веригата - периодична промяна на Q на зареждане и ф напрежение на кондензатор плочи и текущата сила Аз, ток през индуктор и резистор.

Колебанията в веригата могат да причинят, казвайки плочите на кондензатора някои начална такса или Excite индуктор електрически ток (например, чрез включване на външно магнитно поле, което прониква намотките на конвектори). Колебанията на процеса в тази схема е периодично презареждане на кондензатора под влиянието на самоиндукция EMF в потока на променлив ток.

В един идеален резонансна верига, са определени ненамален хармонични трептения, в които степента на заряд на р, на ф и ток и напрежение, варира в зависимост от следните закони:

Q = Q 0 ∙ защото (ω 0 т),

U = ,

I = q` = р м ∙ ω 0 ∙ защото (ω - ) = I съм ∙ защото (ω - )

Q, U, I - моментните стойности на напрежението на зареждане и ток.

р м, ф т = р м / C, аз съм = р м ∙ ω - амплитудни стойности на напрежението на зареждане и ток.

ω 0 - ъглова честота на свободните трептения във веригата.

зарежда и колебанията на напрежението се случват в една и съща фаза и текущата фаза закъснение колебанията на напрежението на кондензатора ,

Периодът на свободни електромагнитни колебания, се определя от формула Thomson е: Т = 0 2 π

Честотата на свободните електромагнитните колебания: ν = 0 =

Цикличният честотата на свободни електромагнитни трептения :: ω 0 = = 0 = 2πν

Когато колебания в схема е непрекъснат преход на електрическо поле енергията на кондензатор на енергията на магнитното поле на индуктора, и обратно. Когато незатихващи трептения енергия, съхранявана под резонансната верига при първоначалното време не се променя с течение на времето и е равна на: W =

На заглушават електрически трептения. Самостоятелно трептения. Generator CW (транзистор)

Безплатни трептения винаги се заглушават от енергийни загуби (триене, въздушното съпротивление, съпротивлението на проводниците на електрически ток, и така нататък. Н.). В същото време, в инженерни и в физични експерименти зле необходими продължителни колебания, честотата на който се задържа толкова дълго, тъй като системата се променя. Как да получите тези колебания? Ние знаем, че принудени трептения в която енергийните загуби са компенсирани работа периодична външна сила, са незатихващи. Но къде да получите външна периодична сила? В края на краищата, тя, от своя страна, изисква източник на някои CW.

Устойчиви на вибрации, генерирани от такива устройства, които от своя страна могат да запазят своите колебания, дължащи се на постоянен източник на захранване. Такива устройства се наричат самостоятелно вибриращо системи. Фиг. 55 показва пример на такова електромеханично устройство. Заредете виси на пролетта, в долния край на която е потопена в колебанията на пролетта махалото в чаша с живак. Едно поле Bater прикрепена към горната част на пружината, а другият - чаша живак. При спускане на електрическата верига е завършен и ток, който протича през пролетта. пружинните спирали, дължащи се на магнитно поле ток началото докато привлечени един към друг, пружината е компресиран и товара получава тласък нагоре. След контакта е счупен, бобините вече не се свиват, натоварването пада отново, и целият процес се повтаря отново.

По този начин, на трептенията на пролетта махало, което само по себе си ще се погасява, подкрепено от периодични сътресения, причинени от колебание на махалото. С всяко натискане на батерията дава на количеството енергия, част от които отиват за вдигане на товара. Системата автоматично контролира силата действа върху него и регулира енергийния поток от източника - батерията. Вибрациите не се заглушават, именно защото всеки период на батерията е взето само толкова енергия, колкото се консумира през същия период се дължи на триенето и други загуби. Що се отнася до периода на CW, то на практика съвпада с периода на естествените колебания на натоварването на пружината, т. Д. се определя от константата на пружината и масата на товара.

Също така, има продължително трептения в електрически чук повикване, с единствената разлика, че има някои повтарящи тремор електромагнит привличане yakorek закрепен към чук. По подобен начин, можете да получите честотите на собственото колебание със звук, например, за да инициира устойчиви трептения на вилката (фиг. 56). Когато зъбците на вилицата освен, затворени пин 1; чрез електромагнит намотка 2 минава ток, а електромагнит дърпа зъбци на вилицата. Свържете се с отвори и последвано от повторение на цикъла. Това е изключително важно за възникване на колебание фазовата разлика между трептенията и силата, която тя регулира. Прехвърлете щифт 1 от външната към вътрешната страна на вилката краката. Закриване вече не се появява в случай на отклонения, а подходът на краката, че е. Д. момента на включването на електромагнита се премества от половината в сравнение с предишния опит. Лесно е да се види, че в този случай, камертон е винаги сгъстен непрекъснато включен електромагнит, т. Не се случи E. осцилация.

Електромеханични системи колебания се използват много широко в практиката, но не по-малко важни са чести и чисто механично самостоятелно вибриращо устройство. Достатъчно е да се отбележи във всеки часовник. Постоянни колебания на махалото или баланс колело часовник поддържа от потенциалната енергия на вдигат тежести или дължащи се на еластична енергия на пролетта в ликвидация.

Самостоятелно трептения са също под влиянието на вибрациите на низ лък (за разлика от свободните трептения на низ на пиано, арфа, китара и други струнни инструменти nesmychkovyh развълнувани от едно натискане или дръпване); самостоятелно трептения са звука на духови инструменти, движението на буталния двигател с пара и много други периодични процеси.

Характерна особеност на самостоятелно колебания е, че амплитудата им се определя от свойствата на самата система, а не първоначалната деформация или тласък, като свободни вибрации. Ако, например, един часовник с махало да отхвърли прекомерна сила, загуба на триене ще бъде по-голяма от използваната енергия от механизма за навиване, и амплитудата ще намалее. Обратно, ако се намали амплитудата, излишната енергия се предава път колелото на махалото ще доведе амплитудата на увеличение. Автоматично го инсталирате, така че амплитудата при което скоростта на потока и потока на енергийния баланс.

Устройствата, които са групирани под името самостоятелно вибриращо система, характеризира със следните отличителни черти.

Самостоятелно колебание системи са в състояние да генерира устойчиви трептения. Тези изменения могат да бъдат хармонични (синусоидални), или по-сложна форма, но те могат да продължат неопределено време, докато не в ред елементи, образуващи системата.

Самостоятелно колебания системи се различават от резистентност колебание верига е равна на нула. Тази схема е ограничаващ случай, недостижим в практиката. Self-колебания система е същността на истинската устройството, чието съпротивление не е нула.

Системите за самостоятелно колебания продължителни колебания възникнат под влияние на процесите, които протичат в рамките на системата, както и да подкрепят тях не изисква никакви външни влияния. В тази връзка, на самостоятелно трептенията е коренно различна от принудителното трептенията, които също могат да бъдат незатихващи, но неговото съществуване изисква периодични външни ефекти (в механиката - външните сили, ток - приложена Напреженията от външната страна).

Структурата на самостоятелно колебание системи включва източник на енергия (в случай на механични вибрации - компресиран пролетта, повдигнат товар и т.н., в случай на електрическа - батерия или друг източник на енергия). Този източник е периодично включване на системата и въвежда в нея определена енергия, компенсирайки загубите в топлина Joule, което прави незатихващи трептения.

Тъй като колебанията в самостоятелно колебание системи са установени под влияние на процесите, които протичат в рамките на системата, те възникват спонтанно (самостоятелно възбуждане), под влиянието на случайни малки ефекти, които въвеждат в системата от равновесие (колебания). Малки трептения, възникващи спонтанно расте и в крайна сметка доведе до постоянна система колебание, чиито свойства (честота, интензивност, форма), определена от системни параметри и не са зависими от първоначалните условия.

Как да се създаде траен колебания в електрическата верига? Известно е, че ако колебания заряд верига кондензатор, на овлажнен трептения се появят във веригата. В края на всеки период на колебание на таксата върху кондензаторни плочи има по-ниска стойност, отколкото в началото на периода. Общата такса, разбира се, да се поддържа (тя винаги е нула), но е налице намаляване на положителния заряд на една плоча и друг на отрицателния заряд равен в абсолютна стойност. В резултат на това, енергията на трептене е намалена, тъй като е пропорционална на квадрата на заряда на една от кондензаторни плочи. За да колебания не избледняват, което трябва да се компенсира загубата на енергия за всеки период.

Попълване на енергия във веригата може да бъде, презареждане на кондензатор. За тази цел е необходимо периодично да се свърже веригата към източник на постоянно напрежение. Кондензаторът трябва да бъде свързан към доставят само в тези интервали, когато е прикрепен към положителния полюс на източник плоча е положително заредена и прикрепен към отрицателния полюс - (. Фигура 4.21) отрицателна. Само в този случай, източникът се зарежда кондензатор, попълване на енергийната си.

Ако в близост ключ, когато положителния полюс, прикрепен към източник плоча е с отрицателен заряд, и прикрепен към отрицателния полюс - е положителен, кондензатор ще се изпразват от източника (Фигура 4.22.). Енергията на кондензатор в този случай ще се понижи.

Вследствие на постоянен ток, трайно свързан с кондензатор схема, не може да поддържа това претърпени трептения, както и постоянна сила не може да се поддържа на механични вибрации. В половината от енергията, подавана към веригата, и за следващите половин период се връща към източника. Колебанията на верига забавено ще бъдат определени само при условие, че източникът е свързан с електрическата верига в тези интервали, когато предаването на кондензатор енергия е възможно. Това изисква автоматичен ключ работа (или клапан, както често се нарича). При висока честота ключ колебание е да имат надеждна работа. Като такъв се използва почти ключ и анархистични транзистор.

Транзисторът се състои от три различни полупроводници емитер, база и колектор. Емитер и колектор са едни и същи основни токоносители, като например дупки (това р-тип полупроводници), а основата е с основни носители на обратен знак, например, електрони (п-тип полупроводници). Схематично изображение на транзистора е показано на фигура 4.23.

Операция на генератора на транзистора. Опростена осцилатор транзистор схема, показана на фигура 4.24. Осцилираща верига е свързан в серия с източник на напрежение и транзистор, така че излъчвателят се прилага на положителен потенциал и колектора -отрицателно. излъчвателя на прехода - база (емитер кръстовище) е прав, и прехода база - колектор (колектор възел) е обърната, и тока във веригата не е. Това съответства на отворения ключ на фигури 4.21, 4.22.

За контур верига и ток зарежда кондензатор схема по време на вибрациите трябва да се отчита на базата отрицателен потенциал спрямо излъчвателя, и в тези интервали от време, когато на върха (виж фигура 4.24 ..) е положително заредена плоча на кондензатор, а на дъното - отрицателно. Това съответства на затворен ключ на фигура 4.21.

В интервалите, когато горната плоча на кондензатор е отрицателно заредена, а долната - положителен ток в контур веригата трябва да отсъства. За тази цел, основата трябва да има положителен потенциал по отношение на излъчвателя.

По този начин, за да се компенсира колебанията на загуба на енергия в напрежението на веригата при кръстовището на емитер трябва периодично да променя знак в строго съответствие с колебанията в напрежението на веригата. Необходимост, както се казва, за обратна връзка.

Обратна връзка в този генератор - индуктивен. За емитер съединителни свързани дросели LSV, индуктивно свързана с L веригата на бобината индуктивност. Колебанията на веригата поради електромагнитна индукция възбужда вариации на напрежението в краищата на бобината и по този начин да възел емитер. Ако колебанията фазовото напрежение на кръстовището на емитер е избран правилно, "подутини" В настоящата линия верига, действащи от веригата в желаните интервали от време, и вибрациите не се заглушават. За разлика от това, амплитудата на колебание обикаля увеличава, докато загубите на енергия в верига няма да бъде точно компенсира за получаване на енергия от източника. Това амплитуда е по-голяма, толкова по-голям източник на напрежение. Повишена стрес води до увеличаване на "шокове" ток да се зарежда кондензатор.

Транзисторните генератори са широко използвани не само в много електронни устройства: .. радиоприемници, радиопредаватели, усилватели, и т.н., но в съвременните електронни компютри.

Основните елементи на самостоятелно колебания система. Например, транзистор генератор може да се определят основните елементи, които са характерни за много самостоятелно колебания системи (фиг. 4.25).

1. източник на енергия, които се поддържат от продължителни колебания (в транзистор осцилатор е източник на постоянно напрежение).

2. Системата за осцилаторна - част от самата система самостоятелно колебания който осцилира (в транзистор осцилатор е осцилиращ верига).
3. Устройството, който регулира потока на енергия от източника към вибриращо система - клапана (в горния генератор клапан изпълнява ролята на транзистора).
4. Устройство, което осигурява обратна връзка, чрез която осцилираща система контролира клапан (в осцилатор транзистор верига осигурява индуктивни намотки свързване с бобина в емитер верига - база).

Въпроси: (състав В бележника КАТО РЕЗЮМЕ им отговорят!)

1. Какво е самостоятелно колебания система?

2. Каква е разликата на колебание на принудителен и свободните трептения?

3. Как един транзистор?

4. Каква е ролята на транзистора в генерирането на трептене?

5. Как е обратната връзка в транзистор осцилатор?

6. Опишете основните елементи на колебание на системата.

7. Какво незатихващи трептения, наречени?

8. Какво се наричат ​​принудени трептения?

9. Опишете как реализираните собствени трептения на пролетта махалото.

10. Когато е приложимо система на колебание?

11. Посочете характеристиката на собственото колебание.

12. Посочете свойствата на трептящи системи (по т 1,2,3 и така нататък, всички от тях, както е)

13. Каква е ролята на източник на енергия в осцилираща система?

14. Посочете причините, довели до затихване на трептенията (напишете своето собствено, този текст не е).

15. Начертайте схемата и описване на процеса на създаване на устойчиви трептения във веригата.

16. Какво транзистор се използва в генератора?

17. Защо е обратната връзка?

18. Начертайте схемата и описват стъпка по стъпка процеса на генератора на транзистора.

Задачи по "Електрически трептения" (за решение отделна оценка)

1. 1259. Плосък кондензатор се състои от две кръгли плочи с диаметър 8 см. Плоча, разположен между стъклената плоча с дебелина 5 мм. Кондензаторни плочи са затворени през индуктивност на бобина 0.02 Gn. Определяне на честотата на трептенията, възникващи в този цикъл.

1260. 2. Схемата на колебание се състои от индуктивност намотка на 0.003 г-н и паралелно табела кондензатор. Плаките кондензатор са под формата на дискове 1.2 радиус см разстояние 0.3 mm един от друг. Определяне на естествен период на колебание верига. Каква ще бъде период на колебание, ако диелектрик на кондензатор напълни с диелектрична константа 4?

3. 1261. 30 UH индуктор е свързан с кондензатор планарна плочи с площ от 0.01 m и разстоянието между тях е 0.1 мм. Намери диелектрична константа на средата запълване на пространството между плочите, ако веригата е настроена на честота от 400 кХц.

1262. 4. До каква степен трябва да се промени електрически капацитет на кондензатор в резонансната верига, така че тя може да бъде трептения с честота от 400 до 500 Hz? Contour индуктивност на бобината е 16 тН.

1263. 5. До каква степен трябва да се промени индуктивност на накланящата веригата на намотката, така че тя може да бъде трептения с честота от 400 до 500 Hz? Капацитетът е 10 NKF.