Resonance stres. Šta rezonancija kolo

Resonance je jedan od najčešćih u prirodi, fizičke pojave. Fenomen rezonancije može se uočiti u mehaničke, električne, pa čak i termo sistema. Bez rezonance, nismo imali radio, televiziju, glazbu, pa čak i ljulja na igralištu, da ne spominjemo efikasan dijagnostički sistemi koji se koriste u modernoj medicini. Jedan od najzanimljivijih i korisne vrste rezonancije kola je rezonanca napona.

Elementi rezonantnog kola

Resonance može doći u tzv RLC spoj, koji se sastoji od sljedećih komponenti:

• R - otpornici. Ovi uređaji koji se odnose na tzv aktivni elementi električni krug, električna energija se pretvara u toplinu. Drugim riječima, oni ukloniti napajanje iz kruga i pretvoriti ga u toplinu.
• L - induktivitet. Induktivnost u električnim strujnim krugovima - analogni mase ili inercije u mehaničkim sistemima. Ova komponenta nije baš uočljivo u krug dok ne pokušati to učiniti u bilo kakve promjene. U mehanici, na primjer, takva promjena je promjena u brzini. Električnog kola - trenutne promjene. Ako ga dođe do nekog razloga, induktivnost poništava takve promene kolo režima.
• C - oznaka za kondenzatore, koji su uređaji koje skladištenje električne energije, baš kao što je proljeće zadržavaju mehaničke energije. Induktivnost koncentrati i pohranjuje magnetne energije, dok je punjenje kondenzatora koncentrira i na taj način čuva električne energije.

Koncept rezonantnog kola

Ključni elementi su rezonantnog kola induktivnost (L) i kapacitet (C). Otpornika ima tendenciju da prigušenja oscilacija, tako da uklanja snaga iz kola. U ispitivanju procesa koji se odvijaju u rezonantnog kola, mi privremeno zanemariti, ali se mora imati na umu da, kao što je sila trenja u mehaničkim sistemima, električni otpor u krugovima se ne može eliminisati.

Rezonance rezonancije napona i struje

Ovisno o načinu povezivanja ključnih elemenata rezonancije kola može biti serijski i paralelno. Prilikom povezivanja serije rezonantnog kola na izvor napona signala sa frekvencijom poklapa sa prirodnom frekvencijom, pod određenim uslovima, nameće odgovor na stres. Rezonance u električno kolo povezan paralelno sa reaktivnim elementima zove rezonancija struje.

Prirodna frekvencija rezonantnog kola

Možemo dovesti do osciliraju na prirodnoj frekvenciji. Da biste to učinili, prvo morate napuniti kondenzator, kao što je prikazano na gornjoj slici na lijevoj strani. Kada se to učini, ključ je prebačen u položaju prikazanom u istom slici desno.

U trenutku "0", a sve električne energije pohranjene u kondenzator, a struje u krug je jednaka nuli (slika dolje). Imajte na umu da gornja ploča kondenzatora je pozitivno naplaćuje, a na dnu - u negativnom. Ne možemo vidjeti oscilacije elektrona u krug, ali ne možemo mjeriti trenutnu ampermetar, a sa osciloskopa za praćenje zavisnost trenutnog vremena. Imajte na umu da je T na našem rasporedu - vrijeme koje je potrebno da se završi jedan oscilacija, imajući u elektrotehnici pod nazivom "oklijevanja periodu."

Struja teče u smjeru kazaljke na satu (vidi sliku ispod). Energija se prenosi sa kondenzatora na induktor. Na prvi pogled može izgledati čudno da je induktivitet daje energiju, ali to je slično kinetičke energije sadržane u masovnoj u pokretu.

Protok energije se vraća kondenzator, ali imajte na umu da je polaritet kondenzatora sada promijenilo. Drugim riječima, donju ploču sada ima pozitivan naboj a gornja ploča - negativni naboj (slika dolje).

Sistem je sada u potpunosti se obratio, a energija počinje da teče od kondenzator nazad na induktivnost (vidi sliku ispod). Kao rezultat toga, energija je u potpunosti vratiti na polazište i da je spremna za početak ciklusa iznova.

Frekvencija oscilacija može se aproksimirati na sljedeći način:

• F = 1 / 2π (LC) ^0,5,

gdje je: F - frekvencija, L - induktivitet, C - kapacitet.

Uzeti u obzir u ovom primjeru, proces odražava fizički suštinu napona rezonance.

Istraga napon rezonanca

U realnom LC kola uvek postoji blagi otpor koji se smanjuje sa svakom ciklusu povećanja amplitude struje. Nakon nekoliko ciklusa, trenutni je svedena na nulu. Ovaj efekt se zove "damping sinusnih signala". Stopa trenutne propadanja na nulu zavisi otpor u krugu. Međutim, otpor ne mijenja frekvenciju oscilacija rezonancije kolo. Ako je otpor je dovoljno velika, sinusna oscilacija neće doći na sve u petlji.

Očigledno, gdje postoji prirodna frekvencija oscilacija može Rezonantnost proces pobude. Mi smo to učiniti, uključujući u lanac napajanje izmjenične struje (AC), kao što je prikazano na lijevoj strani. Izraz "varijabla" označava da je izvor izlazni napon varira sa određenom frekvencijom. Ako je frekvencija izvor napajanja poklapa sa prirodnim frekvencija spoja, napon rezonancija nastaje.

Uvjeti nastanka

Sada smo u obzir uvjete pojave napona rezonance. Kao što je prikazano u zadnja cifra, vratili smo se u otpornika u krug. Bez otpornika u trenutnoj petlje u rezonantnog kola će se povećati na maksimalnu vrijednost određuje parametre spoja element i napajanje. Povećanje otpora otpornika u rezonancije kolo povećava sklonost prema slabljenja struje u krug, ali ne utječe na učestalost rezonancije vibracija. Tipično, režim napon rezonance ne dolazi ako impedancija rezonancije kola zadovoljava R = 2 (L / C) ^0,5.

Koristeći rezonanca napona za radio prenos

Napon rezonance fenomen je ne samo fizički radoznao fenomen. On igra ključnu ulogu u tehnologiji bežične komunikacije - radija, televizije, mobilne telefonije. Odašiljači za bežični prijenos informacija nužno sadrže kola rezonanciju na određenu frekvenciju za svaki uređaj se zove Noseća frekvencija. Putem antene predajnika priključena na odašiljač, emituje elektromagnetnih talasa na frekvenciji nosač.

Antena na drugom kraju primopredajnik put prima signal i dostavlja ga krug prijemni tako da odjekuju na frekvenciji nosač. Očigledno je da je antena prima mnoštvo signala na različitim frekvencijama, a da ne spominjemo pozadinske buke. Zbog prisustva na prijemni uređaj podešen na frekvenciju nosioca rezonantnog kola, prijemnik bira samo odgovarajuću frekvenciju, filtrirajući sve nepotrebne.

Nakon otkrivanja amplitude moduliranog (AM) radio, posvećena niskofrekventni signal iz toga (LF) je pojačan i hranio na uređaj zvuk proizvodi. Ovo je najjednostavniji oblik radio je vrlo osjetljiva na buku i smetnje.

Da bi se poboljšala kvaliteta dobili informaciju razvijen i uspješno koriste druge, naprednije načine radio prijenosa, koji se također temelji na upotrebi podešen rezonantne sistema.

Frekvencijska modulacija i FM radio rješava mnoge probleme sa radio predajnika amplitude moduliranog signala, ali po cenu značajnih kompleksnosti prenosnog sistema. FM-radio sistem zvuči elektronskim trakta se pretvaraju u male promjene u frekvenciji karijeri. Komad opreme koji obavlja ovu konverziju zove se "modulator" se koristi s odašiljačem.

U skladu s tim, prijemnik mora biti dodan na demodulator za pretvaranje signala natrag u oblik koji se može reproducirati preko zvučnika.

Drugi primjeri koriste napon rezonance

Resonance napona kao što je također uključeni osnovni princip u kolo više filtera, su naširoko koristi u elektrotehnici za otklanjanje štetnih i neželjenih signala, kao i zaglađivanje pulsiranje generisanje sinusoidalni signal.