Резонанс стрес. Какво резонанс верига

Резонанс е един от най-често срещаните в природата, физически явления. Явлението резонанс може да се наблюдава в механични, електрически и термични дори системи. Без резонанс, ние не разполагаме с радиото, телевизията, музиката и дори люлка на детската площадка, да не говорим за ефективни системи за диагностика, използвани в съвременната медицина. Един от най-интересните и полезни видове резонанс верига е резонанс на напрежението.

Елементите на резонансната верига

Резонанс може да възникне в така наречените RLC-вериги, включващ следните компоненти:

• R - резистори. Тези устройства, свързани с така наречените активни елементи на електрическата верига, електрическа енергия се превръща в топлина. С други думи, те се отстранят мощност от веригата и го преобразува в топлина.
• L - индуктивност. Индуктивност на електрически вериги - аналог на маса или инерцията в механични системи. Този компонент не е много забележим във веригата, докато не се опита да го направи в някаква промяна. В механика, например, тази промяна е промяната в скоростта. На електрическа верига - сегашната промяната. Ако това се случва, за някаква причина, индуктивността противодейства като смяна на режима на веригата.
• C - обозначение за кондензатори, които са устройства, които съхраняват електрическа енергия, както и пролетта запази механичната енергия. Индуктивност концентрати и магазини магнитна енергия, а таксата за кондензатор концентрати и по този начин съхранява и електрическа енергия.

Концепцията на резонансната верига

Основните елементи са резонансни индуктивност верига (L) и капацитет (C). Резисторът има тенденция да затихване на трептенията, така че премахва мощност от веригата. При разглеждането на процесите, които протичат в трептящ кръг, ние временно се игнорира, но трябва да се помни, че, подобно на силата на триене в механичните системи, електрическо съпротивление във веригите не могат да бъдат елиминирани.

Резонансът на резонансни напрежения и токове

В зависимост от начина на свързване на ключовите елементи на резонансната верига може да бъде последователен и паралелен. При свързване на серия резонансната верига на сигнал източник на напрежение с честота съвпада с естествена честота, при определени условия, възниква отговора на стреса. Резонансът в електрическата верига, свързана паралелно с реактивни елементи, наречени резонанс токове.

Естествената честота на резонансната верига

Ние можем да накара системата да се люлее в естествена честота. За да направите това, първо трябва да се зарежда кондензатор, както е показано в горния снимката в ляво. Когато това е направено, ключът се прехвърля в позицията, показана на същата фигура в дясно.

В момент "0", всички електрическата енергия се съхранява в кондензатор, и тока във веригата е равна на нула (фигурата по-долу). Имайте предвид, че горната плоча на кондензатор е положително заредена и дъното - отрицателен. Ние не можем да видим трептения на електроните във веригата, но ние можем да се измери ток амперметър и с осцилоскоп, за да се проследи зависимостта на сегашните времена. Имайте предвид, че T графика ни - времето, необходимо, за да завършите едно трептене лагер в областта на електротехниката, наречена "колебание период от време."

Настоящите потоци в посока на часовниковата стрелка (виж фигурата по-долу). Енергията се пренася от кондензатора към индуктор. На пръв поглед това може да изглежда странно, че индуктивността осигурява енергия, но тя е подобна на кинетичната енергия, съдържаща се в движещ се маса.

Потокът от енергия се връща към кондензатора, но имайте предвид, че полярността на кондензатор сега се е променило. С други думи, долната плоча вече има положителен заряд и горната плоча - отрицателен заряд (фигурата по-долу).

Системата вече е напълно разгледани и енергията започва да тече от кондензатора обратно към индуктивността (виж фигурата по-долу). В резултат на това на енергия е напълно обратно в изходната позиция и е готов да започне цикълът наново.

честота на трептене може да се сближи, както следва:

• F = 1 / 2π (LC) ^0,5,

където: F - честота, L - индуктивност, С - капацитет.

Смятан в този пример, процесът се отразява на физическата същност на напрежение резонанс.

Разследване напрежение резонанс

В реални LC вериги винаги има леко съпротивление, което намалява с всеки цикъл се увеличи амплитудата на тока. След няколко цикъла, токът се намалява до нула. Този ефект се нарича "затихване на синусоидален сигнал". Скоростта на ток разпад на нула, зависи от съпротивлението на веригата. Въпреки това, съпротивлението не се променя честотата на колебанията в резонанс верига. Ако съпротивлението е достатъчно голям, за синусоидални колебания няма да се случи изобщо в течение.

Очевидно е, че когато има собствена честота на трептене може резонанс възбуждащ процес. Ние правим това чрез включване в последователно свързване на захранване с променлив ток (AC), както е показано в ляво. Терминът "променливата" показва, че източник на изходното напрежение варира с определена честота. Ако честотата на захранващия източник съвпада с естествената честота на веригата, възниква напрежение резонанс.

Условия за възникване

Сега ние считаме условията за възникване на напрежение резонанс. Както е показано на последната цифра, се върнахме в резистор във веригата. При липсата на резистор в текущия цикъл в резонансната верига ще се увеличи до максимална стойност определя от параметрите на схема елемент и захранването. Увеличаване на съпротивлението на резистора в резонансната верига увеличава тенденцията за намаляване на мощността на тока във веригата, но не влияе на честотата на резонансни вибрации. Обикновено режимът на напрежение резонанс не възникне, ако съпротивлението на веригата на резонанс отговаря R = 2 (L / C) ^0,5.

Използването на резонансни напрежения за радиопредаване

Напрежение резонанс явление е не само физическа любопитен феномен. Той играе важна роля в областта на безжичните комуникационни технологии - радио, телевизия, клетъчната телефония. Предаватели, използвани за безжично предаване на информация задължително съдържа схема да резонира в определена честота за всяко устройство се нарича носеща честота. С помощта на предавателната антена свързан към предавателя, той излъчва електромагнитни вълни с носеща честота.

Антената на другия край приемо пътя получава сигнал и го доставя до приемателната схема, предназначена да резонира в носеща честота. Очевидно е, че антената получава множество сигнали с различни честоти, да не говорим за фоновия шум. Поради наличието на получаващото устройство настроени на честотата на резонансната верига носител, приемникът избира само правилната честота, филтриране на всички ненужни.

След откриване на амплитудата модулиран (АМ) радио, специален ниска честота на сигнала от тях (LF) се амплифицира и се подава към устройството за производство на звук. Това е най-простата форма на радиото е много чувствителен към шум и смущения.

За да се подобри качеството на получената информация, разработена и успешно се използва други, по-напредналите начини за радио предаване, което също се основава на използването на вълната резонансни системи.

Честотна модулация и FM-радио решава много от проблемите с радиопредавателна амплитуда модулиран сигнал, но с цената на значителни предаване на сложността на системата. Системата на FM-радио звучи по електронен път тракт се превръщат в малки промени в носеща честота. Част от оборудването, който изпълнява тази реализация се нарича "модулатор" се използва с предавателя.

Следователно, приемникът трябва да се добавят към демодулатор за преобразуване на сигнала обратно във форма, която може да се възпроизвежда през високоговорителя.

Други примери използват напрежение резонанс

Резонанс напрежения като основния принцип също е включена в схемата на множество филтри, са широко използвани в електротехниката за отстраняване на вредни и нежелани сигнали, и изглаждане на пулсациите генериране на синусоидални сигнали.