FfurfiantGwyddoniaeth

Cylched oscillating - mae hyn yn ... Mae'r egwyddor o weithredu

Osgiladu cylched - dyfais ar gyfer cynhyrchu (creu) o osgiliadau electromagnetig. Ers ei sefydlu hyd heddiw mae'n cael ei ddefnyddio mewn nifer o feysydd gwyddonol a thechnolegol yn amrywio o fywyd bob dydd i ffatrïoedd mawr sy'n cynhyrchu cynhyrchion gwahanol iawn.

O'r hyn y mae'n ei gynnwys?

Mae'r gylched oscillation yn cynnwys coil a cynhwysydd. Yn ogystal, efallai y bydd gwrthydd bresennol (yr elfen ymwrthedd amrywiol). Anwythydd (neu'r solenoid, fel y'i gelwir weithiau) yn wialen ar ba dirwyniadau yn cael eu dirwyn i sawl haen, sydd yn gyffredinol yn wifren gopr. Mae'n elfen hon yn creu osgiliadau yn y gylched osgiladu. Mae bar, a leolir yn y canol, a elwir yn aml yn tagu, neu graidd, ac weithiau y coil yn cael ei alw'n solenoid.

coil cylched oscillating creu osgiliadau tâl storio dim ond os. Wrth basio cerrynt drwyddo, mae'n cronni tâl sydd wedyn yn rhoi i'r gylched pan fydd y foltedd yn disgyn.

gwifrau coil gyffredinol, mae gan ymwrthedd isel iawn, sydd bob amser yn aros yn gyson. Mae'r gylched cylched oscillation yn aml yn digwydd newid mewn foltedd a amperedd. Mae'r newid hwn yn ddarostyngedig i gyfreithiau mathemategol penodol:

  • U = U 0 * cos (w * (tt 0), lle
    U - foltedd ar y pryd t,
    U 0 - foltedd ar amser t 0,
    w - amledd osgiliadau electromagnetig.

elfen hanfodol arall o'r gylched yn cynhwysydd trydanol. Mae'r elfen hon yn cynnwys dau blât sy'n cael eu gwahanu gan deuelectrig. Mae trwch yr haen rhwng yr electrodau yn llai na'u maint. Mae'r cynllun yn caniatáu i gronni ac am ddim ar-ynysydd trydanol, y gallwch wedyn yn anfon at y gylched.

batri cynhwysydd Yn wahanol yw nad oes unrhyw trosi sylweddau gan y cerrynt trydan, ac mae casgliad uniongyrchol ac am ddim mewn maes trydanol. Felly, trwy gyfrwng y cynhwysydd yn gallu bod yn ddigon mawr i gronni y tâl, y gellir ei rhoi i gyd ar unwaith. Yn yr achos hwn, y cerrynt yn y gylched yn cynyddu yn fawr.

Hefyd, y gylched osgiliad yn cynnwys un elfen mwy: gwrthydd. Mae'r elfen hon Mae gwrthiant ac am reoli'r cerrynt a foltedd yn y cylched. Os ar foltedd cyson i gynyddu gwrthiant y gwrthydd, bydd y cerrynt yn gostwng yn ôl y gyfraith Ohm:

  • I = U / G, lle
    I - ar hyn o bryd,
    U - foltedd,
    R - gwrthsafiad.

anwythydd

Gadewch i gymryd golwg agosach ar yr holl fanylion y anwythydd a bydd y deall yn well ei swyddogaeth yn y cylched soniarus. Fel yr ydym wedi dweud, mae'r gwrthiant yr elfen hon yn tueddu i sero. Felly, pan fydd wedi'i gysylltu â cylched DC a fyddai'n digwydd byr-cylched. Fodd bynnag, os bydd y coil gysylltu â'r gylched AC, mae'n gweithio yn gywir. Mae hyn yn arwain at y casgliad bod yr elfen mae ymwrthedd i cerrynt eiledol.

Ond pam mae hyn yn digwydd a sut mae gwrthwynebiad yn digwydd pan fydd eiledol cyfredol? I ateb y cwestiwn hwn, mae angen i droi at y ffenomen o hunan-inductance. Gyda threigl y coil bresennol ynddo ceir yn rym electromotif (EMF), sy'n creu rhwystr i'r newid ar hyn o bryd. Mae maint y grym hwn yn dibynnu ar ddau ffactor: y presennol coil a'r deilliad o ran amser. Fathemategol, dibyniaeth hwn ei fynegi gan yr hafaliad:

  • E = -L * I '(t), lle
    E - EMF,
    L - Gwerth inductance y coil (ar gyfer pob coil yn wahanol ac yn dibynnu ar y nifer o weindiadau y coiliau a'u trwch)
    I '(t) - deilliad adeg y (cyfradd newid ar hyn o bryd) ar hyn o bryd.

Nid yw DC Power dros gyfnod o amser yn newid, felly mae ei gwrthwynebiad pan fydd yn agored i godi.

Ond ar AC ei holl baramedrau yn newid yn gyson mewn cyfraith sinwsoidaidd neu cosin, gan achosi grym electromotif, sy'n atal y newidiadau hyn. Gelwir ymwrthedd o'r fath yn ymsefydlu a gyfrifir gan y fformiwla:

  • X L = w * L, lle
    cylched oscillation amlder, - w
    L - inductance y coil.

Mae dwysedd presennol yn y solenoid llinol yn cynyddu ac yn gostwng yn ôl gwahanol ddeddfau. Mae hyn yn golygu os byddwch yn rhoi'r gorau y llif presennol yn y coil, bydd yn parhau am beth amser i roi tâl yn y cylched. Ac os yw hyn yn sydyn dorri ar draws llif presennol, bydd yn cael ei saethu gan y ffaith y bydd y tâl yn ceisio i fynd allan a cael eu dosbarthu coil. Mae hyn yn - yn broblem ddifrifol yn cynhyrchu diwydiannol. Gall yr effaith hon (er nad yn gyfan gwbl gysylltiedig â'r gylched oscillation) ei arsylwi, er enghraifft, wrth dynnu'r plwg o'r soced. Yn yr achos hwn sgipiau y wreichionen na all ar raddfa mor niweidio rhywun. Mae'n oherwydd y ffaith nad oedd y maes magnetig yn diflannu ar unwaith, ond yn raddol diflannu, ysgogi cerrynt mewn dargludyddion eraill. Mewn raddfa ddiwydiannol gryfder presennol yn sawl gwaith yn fwy na'r ein 220 folt arferol, fel y gall y toriad yn y gadwyn gynhyrchu achosi gwreichion yn rym o'r fath a fydd yn achosi llawer o niwed i'r planhigion a'r dyn.

Coil - yw sylfaen y lle y gylched oscillation yw. Ychwanegodd anwythydd cynnwys solenoids ddilyniannol. Nesaf, rydym yn edrych yn agosach ar yr holl fanylion y strwythur yr elfen honno.

Beth yw'r inductance?

coil inductance cylched oscillating - yn baramedr unigol sydd rhifol gyfartal i'r grym electromotif (mewn foltiau), sy'n digwydd mewn cylched pan amrywiad presennol o 1 A ar gyfer 1 eiliad. Os bydd y solenoid wedi'i gysylltu â cylched DC, ei inductance disgrifio egni o faes magnetig, sy'n cael ei greu gan gyfredol hon gan y fformiwla:

  • W = (L * I 2) / 2, lle
    W - yr egni maes magnetig.

cyfernod inductance yn dibynnu ar nifer o ffactorau: y geometreg y solenoid, nodweddion magnetig y craidd ac o nifer y coiliau o wifren. Nodwedd arall o'r dangosydd hwn yw ei fod yn bob amser yn gadarnhaol, oherwydd na all y newidynnau y mae'n dibynnu, yn negyddol.

Gall y inductance hefyd yn cael ei ddiffinio fel eiddo o ddargludydd gyda ynni storio ar hyn o bryd mewn maes magnetig. Caiff ei fesur mewn Henry (a enwyd ar ôl y gwyddonydd Americanaidd Dzhozefa Genri).

Ar ben hynny cylched osgiladiad solenoid yn cynnwys cynhwysydd, a fydd yn cael eu trafod yma wedi hyn.

cynhwysydd Electric

Cynhwysiant ei bennu gan y gylched osgiliadur cynhwysiant trydanol cynhwysydd. Mae ei ymddangosiad wedi ei ysgrifennu uchod. Nawr Gadewch i ni edrych ar y ffiseg y prosesau sy'n digwydd ynddo.

Gan fod y platiau cynhwysydd yn cael eu gwneud o arweinydd, yna gall llif cerrynt trydanol. Fodd bynnag, rhwng y ddau blât yn rhwystr. Ynysydd (gallant fod yn yr awyr, pren neu ddeunydd arall gyda ymwrthedd uchel Oherwydd y ffaith na all ddim yn symud o un pen o'r wifren i'r llall, mae cronni i'r platiau cynhwysydd felly yn cynyddu grym magnetig a thrydan. caeau o amgylch iddo. Felly, ar y terfynu y tâl yn mynd rhagddo holl drydan cronedig ar y platiau, yn dechrau cael ei drosglwyddo i'r gylched.

Mae gan bob cynhwysydd yn foltedd Goreuon, gorau posibl ar gyfer ei weithrediad. Os ydych yn hir i fanteisio ar yr elfen ar foltedd uwch na'r enwol, oes yn cael ei ostwng yn sylweddol. Y cynhwysydd y gylched osgiladu yn cael ei effeithio gyson gan cerrynt, ac felly pan ddewisir fod yn ofalus iawn.

Yn ogystal â cynwysorau confensiynol, a drafodwyd, mae cynwysorau haen ddwbl trydan hefyd. Mae hon yn elfen fwy cymhleth: gellir ei ddisgrifio fel croes rhwng batri a cynhwysydd. Yn nodweddiadol, mae'r dielectric mewn cynwysorau haen ddwbl trydan yn sylweddau organig, rhwng sy'n electrolyt. Gyda'i gilydd maent yn creu haen ddwbl trydan, sy'n caniatáu i gronni yn y dyluniad hwn ar adegau mwy o ynni nag cynhwysydd confensiynol.

Beth yw gallu cynhwysydd?

Cynhwysiant y cynhwysydd yw cymhareb y tâl cynhwysydd i foltedd lle mae wedi'i leoli. Cyfrifwch y gwerth hwn gall fod yn syml iawn gyda chymorth fformiwla fathemategol:

  • C = (d 0 * S) / d, lle
    e 0 - cyson dielectric o'r deunydd deuelectrig (gwerth tabl)
    S - arwynebedd y platiau cynhwysydd,
    d - y pellter rhwng y platiau.

Mae dibyniaeth y cynhwysiant y cynhwysydd ar y pellter rhwng yr electrodau yn cael ei egluro gan y ffenomen o sefydlu electrostatig yn llai na'r pellter rhwng y platiau, y mwyaf y maent yn effeithio ar ei gilydd (coulomb), y mwyaf yw'r electrodau ac am ddim ac yn llai o straen. A phan y gwerth foltedd y capasiti yn cynyddu, gan y gall hefyd gael ei ddisgrifio gan y fformiwla ganlynol:

  • C = q / U, lle
    q - y tâl yn coulombs.

Mae'n siarad am y unedau mesur y swm hwn. Cynhwysiant ei fesur mewn farads. 1 farad - werth ddigon mawr, felly cynwysorau presennol (nid supercapacitors) wedi i gynhwysiant a fesurir mewn picofarads (un farad trillionth).

gwrthydd

Mae'r cerrynt yn y gylched soniarus hefyd yn dibynnu ar y gwrthiant y gylched. Ac ar wahân i'r ddwy elfen a ddisgrifir sy'n rhan cylched oscillating (coil, cynhwysydd), mae un rhan o dair - gwrthydd. Mae'n gyfrifol am greu llusgo. Gwrthydd yn wahanol i'r elfennau eraill mewn bod ganddo ymwrthedd uchel, y gellir ei amrywio mewn rhai modelau. Mae'r gylched soniarus mae'n perfformio swyddogaeth rheoli pŵer y maes magnetig. Mae'n bosibl i gysylltu nifer o gwrthyddion mewn cyfres neu'n gyfochrog, a thrwy hynny gynyddu gwrthiant y gylched.

Mae gwrthiant yr elfen hon hefyd yn dibynnu ar dymheredd, felly dylid bod yn ofalus at ei waith yn y cylched, gan ei fod yn cael ei gynhesu yn ystod hynt gyfredol.

Mae'r gwrthwynebiad yn cael ei fesur mewn ohmau, a gellir ei werth yn cael ei gyfrifo gan ddefnyddio'r fformiwla:

  • R = (p * l) / S, lle
    p - gwrthydd gwrthedd materol (wedi'i fesur mewn (ohm * mm 2) / m);
    l - hyd y gwrthyddion (mewn metrau);
    S - ardal adrannol (mewn milimetrau sgwâr).

Sut i glymu baramedrau dolen?

Nawr ein bod wedi dod yn agos at ffiseg weithrediad y cylched osgiladu. Dros amser y tâl ar y platiau cynhwysydd yn newid yn ôl yr hafaliad differol ail-archebu.

Os byddwch yn datrys hafaliad hwn, ei fod yn awgrymu rhai fformiwlâu diddorol disgrifio'r prosesau sy'n digwydd yn y cylched. Er enghraifft, gall amlder cylchol yn cael eu mynegi yn nhermau cynhwysiant a inductance.

Fodd bynnag, mae'r fformiwla mwyaf syml sy'n caniatáu i gyfrifo'r nifer o ffactorau anhysbys - Thomson hafaliad (a enwyd ar ôl y ffisegydd Prydeinig William Thomson, a ddaeth hi yn 1853):

  • T = 2 * f * (L * C) 1/2.
    T - rhwng y osgiliadau electromagnetig,
    L ac C - yn unol â hynny, mae'r inductance y coil cylched osgiladu ac elfen cylched cynhwysiant,
    n - y rhif pi.

ffactor ansawdd

Mae maint pwysig arall nodweddu gyfuchlin y gwaith - y ffactor ansawdd. Er mwyn deall beth ydyw, dylech gyfeirio at y broses hon fel cyseiniant. Mae hyn yn ffenomen, lle mae'r osgled yn dod pŵer mwyaf ar werth gyson, sydd yn cefnogi swing. Gall Cyseiniant egluro gydag enghraifft syml: os byddwch yn dechrau i wthio y siglen i guriad eu hamlder, byddant yn cael eu cyflymu, ac mae eu "osgled" yn cynyddu. Ond os nad ydych yn gwthio y bît, byddant yn arafu. Ar cyseiniant, yn aml yn dissipates llawer o ynni. Er mwyn gallu i gyfrifo gwerth o golled, rydym yn dyfeisio paramedr fel y ffactor ansawdd. Mae'n cyfernod hafal i gymhareb o ynni, a leolir yn y system, i golledion yn digwydd yn ystod un cylch yn y cylched.

ffactor ansawdd cylched yn cael ei gyfrifo yn ôl y fformiwla:

  • Q = (w 0 W *) / P, lle
    w 0 - cyseiniant amlder onglog o osgiliadau;
    W - yr egni ei storio yn y system dirgrynu;
    P - afradlonedd pŵer.

Mae'r paramedr - ddiddimensiwn ers mewn gwirionedd yn dangos y gymhareb ynni: Ystoriedig i wario.

Beth yw'r gylched osgiladu delfrydol

I gael gwell dealltwriaeth o'r prosesau yn y system ffiseg feddyliodd am y gylched osgiladu delfrydol fel y'u gelwir. Mae hwn yn fodel mathemategol cynrychioli'r cylched fel system gyda sero gwrthsafiad. Ynddo ceir osgiliadau harmonig undamped. Mae'r model hwn yn caniatáu i gael bras yn paramedrau cylched cyfrifiad fformiwla. Mae un o'r paramedrau hyn - cyfanswm yr egni:

  • W = (L * I 2) / 2.

symleiddio fath yn cyflymu cyfrifiadau yn fawr ac yn caniatáu i werthuso nodweddion cylched gyda nodweddion rhagosodedig.

Sut mae'n gweithio?

Gall pob cylch gweithredu cylched oscillating yn cael ei rannu yn ddwy ran. Nawr byddwn yn gweld yn union y prosesau sy'n digwydd ym mhob rhan.

  • Y cynhwysydd plât cam cyntaf, gwefr bositif, yn dechrau i gyflawni, gan wneud y presennol yn y cylched. Ar y pwynt hwn, y cerrynt yn mynd o gadarnhaol i gwefr negatif, tra'n pasio drwy'r coil. O ganlyniad, dirgryniadau electromagnetig yn digwydd yn y cylched. pasio cyfredol trwy'r coil, mae'n symud i'r ail blât a ffioedd gadarnhaol (tra bod y electrod cyntaf, a hyn o bryd yn cerdded, negyddol a godir).
  • Mae'r ail gam yn y broses yn digwydd yn union gyferbyn. yn pasio heibio i'r presennol o'r plât cadarnhaol (a oedd yn y dechrau yn negyddol) i negyddol, gan fynd heibio eto drwy'r coil. A'r holl daliadau disgyn i'w lle.

Mae'r cylch yn cael ei ailadrodd ar yr amod bod y cynhwysydd yn cael ei gyhuddo. Mewn cylched soniarus delfrydol broses hon yn ddiddiwedd, a'r golled pŵer go iawn yn anochel o ganlyniad i nifer o ffactorau: y gwres sy'n digwydd o ganlyniad i fodolaeth y gwrthiant yn y gylched (gwres Joule), ac yn y blaen.

dylunio cylched embodiments

Yn ychwanegol at gylchedau syml "y coil-cynhwysydd" a "coil-gwrthydd-cynhwysydd", mae yna opsiynau eraill, gan ddefnyddio fel cylched sail oscillation. Mae hyn, er enghraifft, cylched paralel sy'n cael ei nodweddu gan fod yna cylched elfen (oherwydd fel y mae ar ben ei hun, byddai'n cylched cyfres ac o a gafodd ei drafod yn yr erthygl).

Mae mathau eraill o adeiladu, gan gynnwys y gwahanol gydrannau trydanol. Er enghraifft, mae'n bosibl i gysylltu â'r transistor rhwydwaith a fydd yn agor a chau'r cylched gyda amledd cyfartal i'r amlder oscillation y gylched. Felly, bydd y system yn gosod osgiliadau undamped.

Lle mae'r gylched oscillation yn cael ei ddefnyddio?

Y mwyaf cyfarwydd i ni y defnydd o elfennau o'r gylched - mae'n electromagnetau. Maent, yn eu tro, yn cael eu defnyddio mewn systemau intercom, moduron, synwyryddion, a llawer o ardaloedd llai confensiynol eraill. Cais arall - osgiliadur. Yn wir, ei fod yn y defnydd o'r gylched yn gyfarwydd iawn i ni: yn y ffurflen hon, mae'n cael ei ddefnyddio yn y microdon i greu tonnau yn y cyfathrebu symudol a di-wifr i drosglwyddo gwybodaeth dros bellter. Mae hyn i gyd o ganlyniad i'r ffaith y gall y osgiliadau y tonnau electromagnetig yn cael eu hamgodio yn y fath fodd y bydd yn bosibl i drosglwyddo gwybodaeth dros bellteroedd hir.

Anwythydd Gellir hun yn cael ei ddefnyddio fel elfen ar gyfer y newidydd, gall dau coiliau gyda gwahanol nifer o weindiadau mynd trwy'r maes electromagnetig eu gofal. Ond fel solenoids nodweddion yn wahanol, ac mae ffigurau cyfredol yn y ddau gylched, sydd wedi eu cysylltu i'r ddau inductance yn amrywio. Felly, gall un drosi foltedd i ar hyn o bryd, yn dweud 220 folt mewn presennol gyda foltedd o 12 folt.

casgliad

Rydym yn manylu egwyddor y gylched osgiladu a phob rhan ar wahân. Rydym yn dysgu bod y cylched osgiladu - dyfais a gynlluniwyd i gynhyrchu tonnau electromagnetig. Fodd bynnag, mae hyn yn dim ond y pethau sylfaenol o mecaneg cymhleth o'r rhain, yn ôl pob golwg elfennau syml. Dysgwch fwy am y cymhlethdodau y cylched a'i gydrannau yn gallu bod o lenyddiaeth arbenigol.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 cy.birmiss.com. Theme powered by WordPress.