الإجهاد الرنين. ما دارة الرنين

الرنين هي واحدة من الأكثر شيوعا في الطبيعة، و الظواهر الفيزيائية. ظاهرة الرنين يمكن ملاحظتها في الأنظمة الميكانيكية والكهربائية وحتى الحرارية. دون صدى، لم يكن لدينا جهاز راديو والتلفزيون والموسيقى وحتى يتأرجح في الملعب، ناهيك عن أنظمة التشخيص الفعالة المستخدمة في الطب الحديث. أحد أنواع الأكثر إثارة للاهتمام ومفيدة من دائرة الرنين هو الجهد الرنين.

عناصر الدائرة الرنانة

قد تحدث صدى في ما يسمى RLC الدوائر، التي تتألف من العناصر التالية:

• R - المقاومات. هذه الأجهزة ذات الصلة إلى ما يسمى عناصر نشطة من الدائرة الكهربائية، ويتم تحويل الطاقة الكهربائية إلى حرارة. وبعبارة أخرى، فإنها إزالة السلطة من الدائرة وتحويلها إلى حرارة.
• L - الحث. الحث في الدوائر الكهربائية - التناظرية كتلة أو الجمود في الأنظمة الميكانيكية. هذا المكون غير ملحوظ جدا في الدائرة حتى تحاول أن تفعل ذلك في أي تغيير. في الميكانيكا، على سبيل المثال، فإن مثل هذا التغيير هو التغير في السرعة. الدائرة الكهربائية - التغيير الحالي. إذا كان لسبب ما يحدث، والحث توازن للمثل تغيير النظام الدائرة.
• C - تعيين لالمكثفات، وهي الأجهزة التي تقوم بتخزين الطاقة الكهربائية، كما أن الربيع تحتفظ الطاقة الميكانيكية. مركزات الحث ومخازن الطاقة المغناطيسية، في حين يركز هذا الاتهام مكثف وبالتالي يخزن الطاقة الكهربائية.

مفهوم الدائرة الرنانة

العناصر الرئيسية هي الرنانة الحث الدائرة (L) والسعة (C). المقاوم لديه ميل لالتخميد من التذبذبات، لذلك يزيل السلطة من الدائرة. في دراسة العمليات التي تحدث في الدائرة الرنانة، تجاهلنا مؤقتا، ولكن يجب أن نتذكر أنه، مثل قوة الاحتكاك في النظم الميكانيكية والكهربائية المقاومة في دوائر لا يمكن القضاء عليها.

صدى الفولتية الرنين والتيارات

اعتمادا على طريقة لربط العناصر الرئيسية للدائرة الرنين يمكن أن يكون المسلسل وبالتوازي. عند توصيل الدائرة الرنانة سلسلة لإشارة مصدر الجهد مع التردد تتزامن مع التردد الطبيعي، في ظل ظروف معينة، تنشأ هناك استجابة الإجهاد. صدى في الدائرة الكهربائية متصلة على التوازي مع العناصر المتفاعلة دعا التيارات الرنين.

التردد الطبيعي من الدائرة الرنانة

يمكننا أن يتسبب في النظام إلى التأرجح على تردد الطبيعي. للقيام بذلك، يجب أولا تهمة مكثف، كما هو مبين في الصورة العلوية على اليسار. عندما يتم ذلك، يتم نقل المفتاح لموقف هو مبين في نفس الرقم على اليمين.

في وقت "0"، كل الطاقة الكهربائية المخزنة في مكثف، والتيار في الدائرة تساوي صفر (الشكل أدناه). لاحظ أن لوحة العليا للمكثف وموجبة، والقاع - في السلبية. لا نستطيع أن نرى التذبذبات الإلكترونات في الدائرة، ولكن يمكننا قياس مقياس التيار الكهربائي الحالي، ومع الذبذبات لتتبع الاعتماد من الأوقات الحالية. لاحظ أن T على جدولنا الزمني - الوقت المستغرق لإتمام واحدة تحمل التذبذب في الهندسة الكهربائية تسمى "فترة تردد".

التدفقات الحالية في اتجاه عقارب الساعة (انظر الشكل أدناه). يتم نقل الطاقة من المكثف ل مغو. للوهلة الأولى قد يبدو غريبا أن الحث توفر الطاقة، لكنها تشبه إلى الطاقة الحركية الواردة في الكتلة المتحركة.

يتم إرجاع تدفق الطاقة إلى المكثف ولكن لاحظ أن قطبية مكثف قد تغير الآن. وبعبارة أخرى، لوحة أسفل لديها الآن شحنة موجبة ولوحة العلوي - شحنة سالبة (الشكل أدناه).

والآن معالجة النظام بالكامل، وتبدأ الطاقة بالتدفق من المكثف إلى الحث. (انظر الشكل أدناه). ونتيجة لذلك، والطاقة هي تماما العودة إلى نقطة البداية، وعلى استعداد لبدء دورة من جديد.

يمكن أن يقترب من وتيرة التذبذب على النحو التالي:

• F = 1 / 2π (LC) ^0،5،

حيث: F - تردد، L - الحث، C - السعة.

يعتبر في هذا المثال، يعكس عملية جوهر المادية الرنين الجهد.

التحقيق الرنين الجهد

في الدوائر LC الحقيقية هناك دائما مقاومة طفيفة مما يقلل مع كل دورة زيادة السعة الحالية. بعد عدة دورات، يتم تقليل الحالي إلى الصفر. وهذا ما يسمى تأثير "التخميد من إشارة جيبية". معدل تسوس الحالي إلى الصفر يعتمد على المقاومة في الدائرة. ومع ذلك، فإن المقاومة لا يغير من وتيرة التذبذبات دائرة الرنين. إذا كانت المقاومة هي كبيرة بما فيه الكفاية، فإن التذبذب الجيبية لا يحدث على الإطلاق في الحلقة.

من الواضح، حيث كان هناك التردد الطبيعي من التذبذب يمكن الرنين عملية الإثارة. ونحن نفعل ذلك من قبل بما في ذلك إمدادات الطاقة ديزي سلسلة من التيار المتردد (AC)، كما هو موضح على اليسار. مصطلح "متغير" إلى أن انتاج التيار الكهربائي مصدر يختلف مع تردد معين. إذا كان تردد مصدر الطاقة تتزامن مع التردد الطبيعي للدائرة، ينشأ صدى الجهد.

شروط حدوث

الآن علينا النظر في شروط حدوث صدى الجهد. كما هو مبين في الشكل الماضي، عدنا إلى المقاوم في الدائرة. ومع عدم وجود المقاوم في حلقة الحالية في الدائرة الرنانة سوف تزيد إلى أقصى القيمة المحددة من قبل المعلمات عنصر الدائرة وامدادات الطاقة. زيادة مقاومة المقاوم في الدائرة بالرنين يزيد من الميل إلى تخفيف من التيار في الدائرة، ولكن لا يؤثر على تردد الاهتزازات الرنين. عادة، لا تحدث وضع الجهد بالرنين إذا كان مقاومة من دائرة الرنين يرضي R = 2 (L / C) ^0،5.

باستخدام الفولتية صدى البث الإذاعي

ظاهرة الرنين الجهد ليست مجرد ظاهرة غريبة المادية. انها تلعب دورا حاسما في تكنولوجيا الاتصالات اللاسلكية - الإذاعة والتلفزيون والهواتف الخلوية. أجهزة الإرسال المستخدمة لاسلكية لنقل المعلومات تتضمن بالضرورة الدوائر ليتردد صداها في تردد معين لكل جهاز يسمى تردد الناقل. عن طريق هوائي الإرسال متصلا الارسال، تنبعث منه موجات الكهرومغناطيسية عند تردد الناقل.

الهوائي في مسار نهاية الإرسال والاستقبال الآخر يتلقى إشارة ويسلم إلى الدائرة الاستقبال مصممة ليتردد صداها في تردد الناقل. ومن الواضح أن الهوائي يتلقى عدد وافر من الإشارات على ترددات مختلفة، ناهيك عن الضوضاء في الخلفية. بسبب وجود على جهاز الاستقبال ضبطها لتردد الناقل من الدائرة الرنانة، والمتلقي يختار فقط التردد الصحيح، تصفية جميع لا لزوم لها.

بعد الكشف عن السعة التضمين (AM) راديو، الناشئة عنها إشارة مخصصة التردد المنخفض (LF) يتم تضخيمه وتغذية الجهاز إنتاج الصوت. هذا هو أبسط شكل من أشكال الإذاعة حساس جدا للضوضاء والتداخل.

لتحسين نوعية المعلومات الواردة المتقدمة والمستخدمة بنجاح بطرق أخرى، أكثر تقدما من البث الإذاعي، والتي تقوم أيضا على استخدام نظم الرنانة ضبطها.

تضمين التردد والراديو FM يحل العديد من المشاكل مع الإرسال الإذاعي اتساع إشارة التضمين، ولكن على حساب من نظام نقل تعقيد كبير. الأصوات يتم تحويل نظام راديو FM إلكترونيا المسالك إلى تغييرات صغيرة في تردد الناقل. وتسمى قطعة من المعدات التي تنفذ هذا التحويل على "المغير" يستخدم مع جهاز الإرسال.

وفقا لذلك، يجب إضافة المتلقي إلى المستخلص لتحويل الإشارات إلى صورة يمكن أن تكون مستنسخة من خلال مكبر الصوت.

أمثلة أخرى تستخدم صدى الجهد

الفولتية الرنين كما أدرج مبدأ أساسي أيضا في الدوائر مرشحات متعددة، وتستخدم على نطاق واسع في الهندسة الكهربائية للقضاء على إشارات الضارة وغير المرغوب فيها، وتمهيد نبض توليد إشارات الجيبية.