振動輪郭 シーケンシャルおよび並列LC回路における共振

EGE Codifierのテーマ自由電磁振動、発振回路、強制電磁振動、共振、高調波電磁気振動

電磁振動 - これらは電気回路内で発生する充電、電流および電圧の周期的な変化です。 最も簡単なシステム 電磁気振動を観察するために、発振回路を提供します。

振動輪郭

振動輪郭- これは、コンテンツコンデンサとコイルによって形成された閉回路です。

コンデンサを充電し、コイルを接続してチェーンを閉じます。 起動します 自由電磁振動 - コイル内のコンデンサと電流の周期的な電荷が変わります。 無料のリコール、これらの振動は、それらが外部の影響なしに実行されるので呼び出されます - 回路に蓄えられたエネルギーを犠牲にして。

回路内の振動の周期は、常にスルーのように示されます。 コイル抵抗はゼロに等しいと見なされます。

振動のプロセスの重要な段階をすべて詳細に検討してください。 明確にするために、水平スプリング振り子の振動との類推を行います。

起動:。 コンデンサ電荷はコイルを通る電流に等しい(図1)。 凝縮器は排出始めます。

図。 1。

コイルの抵抗がゼロであるという事実にもかかわらず、電流は即座に増加しません。 電流が増加し始めるとすぐに、自己誘導EMFがコイル内で発生し、それは電流の増加を防ぎます。

類推。 振り子は大きさの右側に描かれ、最初の瞬間に解放されます。 振り子の初期速度はゼロです。

期末の第1四半期:。 コンデンサは放電され、その電荷は現在等しい。 コイルを通る電流は成長している(図2)。

図。 2。

電流の増加は徐々に起こる:コイルの渦電界は電流が増加するのを防ぎ、電流に向けられる。

類推。 振り子は均衡の位置まで左に移動します。 振り子の速度は徐々に増加します。 ばね変形(振り子の座標)が減少します。

第1四半期の終わり:。 凝縮器は完全に排出されます。 電流の強度は最大値に達した(図3)。 コンデンサの充電が始まります。

図。 3。

コイル上の電圧はゼロですが、電流は即座に消えません。 電流が減少するとすぐに、自己誘導EMFがコイルに現れ、それは電流の減少を防ぎます。

類推。 振り子は平衡の位置です。 その速度は最大値に達します。 ばね変形はゼロです。

四半期:。 コンデンサは再充電されています - 最初の標識の電荷は、最初のものと比較してそのプレートに現れます(図4)。

図。 四。

電流の強度は徐々に減少します。コイルの渦電界は、減少した電流を維持し、電流でコーティングされます。

類推。 振り子は、平衡位置から右端まで左に動き続けます。 彼の速度は徐々に減少し、ばね変形は増加します。

第2四半期の終わり 。 凝縮器は完全に充電され、その電荷は等しい(しかし極性は異なります)。 電流はゼロです(図5)。 コンデンサーの逆充電が始まります。

図。 五。

類推。 振り子は極端な正しい点に達しました。 振り子の速度はゼロです。 ばね変形は最大で等しい。

第3四半期:。 振動期間の後半は始まりました。 プロセスは反対方向にありました。 コンデンサが放電されている(図6)。

図。 6。

類推。 振り子は後ろに移動します。右端の点から平衡の位置まで。

第3四半期の終わり:。 凝縮器は完全に排出されます。 電流は最大であり、また等しいが、この時間は異なる方向を有する(図7)。

図。 7。

類推。 振り子は再び平衡の位置を最大速度で渡しますが、今回は反対方向です。

四半期:。 電流は減少し、コンデンサは充電されている(図8)。

図。 8。

類推。 振り子は右に移動し続けています - 平衡位置から極端な左の点まで。

第4四半期の終わりと全期間:。 凝縮器の逆充電は完了し、電流はゼロである(図9)。

図。 9。

この瞬間は瞬間と同じであり、この図は図1を示しています。 1つの完全な振動が行われました。 以下の発振が始まり、その間にプロセスが上記と同じように発生する。

類推。 振り子は元の位置に戻りました。

電磁振動と見なされます 不運 - 彼らは無期限に続くでしょう。 結局のところ、私たちはコイル抵抗がゼロであることを示唆しました!

同様に、摩擦がない場合は、ばね振り子に不運な変動があるでしょう。

実際には、コイルにはある程度の抵抗があります。 したがって、実振動回路の変動は減衰します。 したがって、凝縮器上の電荷の1回の完全な振動が発生すると、ソース値よりも小さくなります。 時間が経つにつれて、振動は全く消えていきます。回路内でよく染色されたすべてのエネルギーは、コイルと接続ワイヤの抵抗の熱の形で強調されています。

同様に、実際のばね振り子の変動は減衰します。すべての振り子エネルギーは摩擦の避けられない存在のために徐々に熱に変わります。

振動回路におけるエネルギー変換

ゼロのコイルの抵抗を考慮して、輪郭の不運な振動を検討し続けています。 コンデンサは容器を有し、コイルのインダクタンスは等しい。

熱損失がないので、輪郭からのエネルギーは消えない:それは絶えず凝縮器とコイルの間に再分配されています。

コンデンサ電荷が最大で等しい瞬間を取り、電流はありません。 この瞬間のコイルの磁場のエネルギーはゼロです。 輪郭のすべてのエネルギーは凝縮器に集中しています。

逆に、電流が最大で等しい瞬間を考慮し、凝縮器が放電されます。 コンデンサのエネルギーはゼロです。 すべての輪郭エネルギーはコイルに保管されています。

コンデンサ電荷が電流の流れに等しい任意の瞬間に、回路エネルギーは以下のものに等しい。

この方法では、

(1)

比率(1)は多くのタスクを解くのに使用されます。

電気機械的類推

以前の自己誘導のシートでは、インダクタンスと質量との間の類推とが注目されています。 現在、電気力学的値と機械的値との間にもっと多くのコンプライアンスを設定できます。

スプリング振り子の場合、(1)に似た比率があります。

(2)

ここでは、すでに理解されているように、ばねの剛性は振り子の質量、および振り子の座標と速度の電流値であり、それらの最大の意味です。

互いの平等(1)と(2)を比較することによって、以下の準拠を見ます。

(3)

(4)

(5)

(6)

これらの電気機械的類似体に頼ると、発振回路の電磁振動の周期の式を予見することができます。

実際、私たちが知っているように、ばね振り子の振動の期間は以下のとおりです。

B類似体(5)および(6)の遵守ここで、質量をインダクタンスと逆タンクの剛性に置き換えます。 我々が得る:

(7)

電気機械的類似体は供給されない:式(7)は振動回路における発振周期の真の表現を与える。 いわゆる トムソンの式。 私たちはすぐにそれをより厳密な出力に与えます。

輪郭における高調波振動法

振動が呼び出されることを思い出してください 激動サインまたはコサインの法則に従って発振値が時間とともに変化する場合。 あなたがこれらのことを忘れることに成功した場合は、必ず「機械的振動」の葉を繰り返してください。

回路内のコンデンサおよび電流強度の電荷変動は高調波です。 私達はそれを証明しました。 しかし、元はコンデンサの充電のための兆候を選択するための規則を確立し、電流の強さを確立する必要があります。

まず選択します ポジティブな方向バイパス 輪郭。 役割の選択は再生されません。 それを方向にするようにしましょう 反時計回りに (図10)。

図。 ポジティブバイパス

電流は正のクラス\u003d "Tex" Alt \u003d "(!lang:(i\u003e 0))と見なされます。"> , если ток течёт в положительном направлении. В противном случае сила тока будет отрицательной .!}

凝縮器の充電はそのプレートの電荷です。 その上 正の電流が流れる(すなわち、隔壁の矢印が示すプレート)。 この場合、チャージ lev lev 凝縮器のプレート。

そのような電流標識と電荷標識の選択では、比率は当てはまります。(別の選択された兆候が発生する可能性があります)。 確かに、両方の部分の兆候が一致します。クラス\u003d "Tex" Alt \u003d "(!lang:i\u003e 0"> , то заряд левой пластины возрастает, и потому !} class \u003d "tex" alt \u003d "(!lang:\\ dot(q)\u003e 0"> !}.

値と時間の経過とともに変化するが、輪郭のエネルギーは変わりません。

(8)

それは、エネルギー導関数がゼロに変わりました:。 関係の両方の部分からの時間派生物を取ります(8)。 複雑な機能が左側で区別されていることを忘れないでください。

ここに代入して、我々は得る:

しかし、電流の強さは同じようにゼロに等しい関数ではありません。 そう

フォームに書き換えましょう。

(9)

我々は種の高調波振動の微分方程式を得た。 これは、コンデンサの電荷が高調波則(すなわち、洞またはコサインの法則に従って)変動することを証明している。 これらの振動の周波数は次のとおりです。

(10)

この値はもっと呼ばれます 自分の周波数 輪郭; これはこの回線が無料で(または言うように、 自分の 振動) 発振期間は次のとおりです。

私たちは再びThomsonの式に来ました。

一般的なケースにおける高調波充電料は次の形式を有する。

(11)

周期的周波数は式(10)中である。 振幅と初期位相は初期条件から決定されます。

この葉の冒頭で詳細な状況を検討します。 コンデンサが最大で等しいとき(図1のように)。 回路には電流はありません。 それから初期段階であるので、電荷は振幅とコサインの法の下で変化します:

(12)

私たちは現在の変化の法則を見つけます。 このために、比率(12)は、複雑な機能の導関数の規則を忘れないように、その時間を区別しています。

今回は高調波則による現在の変化の電流が、洞の法則に従って:

(13)

現在の振幅は次のものです。

電流変化法(13)の「マイナス」の存在は理解するのは難しくありません。 例えば、時間間隔(図2)を取ります。

電流は負の方向に流れます。 それ以来、発振フェーズは第1四半期にあります。 第1四半期の副字は肯定的です。 したがって、(13)IN(13)の副字は、検討中の時間間隔で肯定的になります。 したがって、電流のネガティブ性を確保するために、式(13)のマイナス符号は本当に必要です。

そして今図4を参照する。 8 。 電流は正方向に流れます。 この場合、私たちの「マイナス」はどのように機能しますか? 事件は何ですか!

私は充電および現在の振動チャートを描いています。 楽しいグラフィック(12)と(13)。 明確にするために、これらのグラフを同じ座標軸に想像してください(図11)。

図。 11.充電料と電流振動の料金

注意してください:ゼロのゼロはマキシムまたは電流あたりです。 逆に、現在のゼロは最大値または最小電荷に対応しています。

短い式を使う

現在の(13)を変更する法律を書いてください。

この式を充電の変更の法則と比較することで、現在の位相が等しいこと、大きさによってより多くの充電段階であることがわかります。 この場合、彼らは現在のものと言います フェイズの前に 充電 または シフトフェーズ 電流と電荷の間は等しい。 または 位相差 電流と電荷の間は等しい。

電流の前方は、現在のスケジュールがシフトされているという事実にグラフィカルに現れています 比較的チャートで。 電流の強さは、例えば、電荷の最大値(そして期間の4分の1は位相差に対応する)より早い四半期の四半期の四半期の四半期に達する。

強制電磁気振動

覚えているように、 強制振動 定期的な強制力の行動の下でシステムで発生します。 強制振動の周波数は強制力の周波数と一致します。

強制電磁振動は回路内で達成され、正弦波電圧の供給源に浮き立てられる(図12)。

図。 12.強制振動

ソース電圧が法律によって異なる場合

回路内には、循環周波数(そしてそれぞれ周期)で電流と電流の振動がある。 それがその発振周波数の輪郭を「課す」と交流電圧の供給源が、それ自体の周波数を忘れることがあります。

充電および電流の強制振動の振幅は周波数に依存します。振幅は、回路自身の周波数に近いほど大きくなります。そして来る 共振 - 振動の振幅の急激な増加。 可変電流専用の次のシートでは、共鳴について話します。

電磁場は電荷や電流がない場合があります。このような「自己持続」電界であり、磁界は電磁波であり、可視光、赤外線、紫外線、X線放射、電波などを含む。

§25.発振回路

それ自身の電磁振動が可能である最も簡単なシステムは、相互接続された凝縮器とインダクタとからなる、いわゆる振動回路である(図157)。 機械的発振器、例えば、弾性ばね上の大体は、回路内のそれ自体の振動はエネルギー変換を伴う。

図。 157.振動輪郭

機械的振動と電磁気振動の間の類推 振動回路の場合、機械的発振器の電位エネルギーの類似体(例えば、変形ばねの弾性エネルギー)は、凝縮器内の電界のエネルギーである。 移動体の運動エネルギーの類似体は、インダクタンスコイル内の磁界エネルギーである。 実際、ばねのエネルギーは平衡位置の分隊に比例し、凝縮器エネルギーは体の電荷運動エネルギーの二乗に比例しているので、その速度の2乗、およびコイル内の磁場エネルギーの2乗に比例する電流に比例します

ばね発振器Eの総機械的エネルギーは、電位および運動エネルギーの量に等しい。

エネルギー振動 同様に、発振回路の全電磁エネルギーは、凝縮器内の電界のエネルギー量とコイル内の磁界とに等しい。

式(1)と(2)との比較から、振動回路におけるばね発振器への剛性の類似体は、コンデンサCの逆容量、および質量の類似性 - コイルのインダクタンスであることになる。

機械的システムでは、エネルギーは式(1)によって与えられていることを思い出して、それら自身の超重味の高調波振動があり得る。 そのような振動の周波数の二乗は、エネルギーの表現におけるバイアスおよび速度の正方形中の係数の比に等しい。

自分の頻度 発振回路では、電磁エネルギーが式(2)によって与えられているため、それら自身の不洗練の高調波振動が発生する可能性があり、その周波数の二乗も明らかに対応する係数の比(すなわち係数の係数)に等しい。電流の充電と強度の正方形):

(4)から、Thomsonの式と呼ばれる発振期間の表現:

機械的振動では、変位Xの時々の依存性は余弦関数によって決定され、その引数は振動段階と呼ばれます。

振幅と初期位相。 振幅Aと初期フェーズAは、初期条件、すなわち変位と速度の値によって決まります。

同様に、回路内の電磁自体の振動を伴うコンデンサの電荷は法律による時間によって異なります

(4)に従って周波数が決定され、輪郭自体の特性のみ、および機械的発振器のように電荷変動の振幅および初期相Aのみが決定される場合

初期条件、すなわちコンデンサの電荷の値とそのような電流の値、固有の周波数は振動の励起方法には依存しないが、振幅および初期位相はの条件によって決定される。励起。

エネルギー変換 機械的および電磁的振動におけるより多くのエネルギー変換を考慮してください。 図1において、No。 期間の4分の1における時間間隔を通る機械的および電磁発振器の状態を概略的に示す。

図。 機械的および電磁的振動におけるエネルギー変換

振動の間に2回、エネルギーは他方の種から戻って戻ってくる。 散逸がない場合の機械的発振器の全エネルギーとしての振動回路の総エネルギーは変化しないままである。 式(2)で表現(6)を現在の力の式(6)に代わるものであることを確認するために

GETMの式(4)を使用する

図。 電力コンデンサ電力コンデンサの充電時間とコイル内の磁場エネルギーのチャート

コンデンサの電荷が最大のときに一定の総エネルギーは、コンデンサの電荷が最大のときに潜在的なエネルギーと一致し、コイルの磁場のエネルギーと一致し、コンデンサがゼロに描かれたときのモーメントにおける「速度論的」エネルギー - 電流は最大です。 相互変換を用いて、2種類のエネルギーは、互いに逆相互に同じ振幅を有する高調波振動を作り、それらの平均値に対して周波数を有する。 これは図4から容易に確保される。 158、そして式の助けを借りて 三角関数 半分の引数:

電界電力凝縮器および磁場エネルギーの電力の依存性のグラフを図4に示す。 最初の段階で159

それら自身の電磁振動の定量的パターンは、機械的振動との類推を参照することなく、準定常電流のための法律に基づいて直接確立することができる。

回路内の振動の方程式 図1に示す最も単純な発振回路を考察する。 157.例えば反時計回りに輪郭を歩くとき、そのような閉鎖順次チェーンのインダクタンスコイル上の電圧の合計はゼロである。

コンデンサ上の電圧はプレートの電荷とそれに関連し、いつでもインダクタンスの比率があると、モジュールと同じであり、自己乳房の符号によって反対側であるため、回路内の電流は同じです。コンデンサ電荷の変化率:電流強度をインダクタの電圧の表現に変換し、キャパシタの2回目のデリバティブを示すインダクタンス

私達は今、表情(10)を取得します

定義上、この式を書き換えます。

式(12)は、機械的発振器の高調波振動の方程式と一致し、そのような式の解は、任意の振幅と初期相を有する時間(6)の高調波(正弦波)関数を与えられる。 A. 回路内の電磁気振動に関する上記のすべての結果に続く。

流れる電磁気振動 これまで、理想化された機械的システムと理想化されたLCループで独自の振動が議論されました。 理想化は、発振器の摩擦と回路内の電気抵抗によって無視されました。 この場合のみ、システムは保守的になり、振動のエネルギーが保存されます。

図。 抵抗性を有する振動輪郭

回路内の振動の散逸のための会計処理は、摩擦を伴う機械的発振器の場合に行われたのと同じ方法で実行することができる。 コイルと接続ワイヤの電気抵抗の存在は必然的にジュール熱の解放に接続されている。 前のように、この抵抗は独立した要素と見なすことができます。 電気スキーム コイルとワイヤを数える振動輪郭(図160)。 このような輪郭内の準仮想電流を式(10)に検討するときは、抵抗に電圧を加える

受信に代わる

指定されたものに入る

式(14)の書き換え(14)

式(16)は、メカニカルオシレータの振動の方程式と全く同じ形式である。

摩擦、比例速度(粘性摩擦)。 したがって、回路内の電気抵抗の存在下では、粘性摩擦を伴う発振器の機械的振動と同じ法則に沿って電磁振動が発生する。

振動のエネルギーの使い方 機械的振動と同様に、ハイライトされた熱を数えるためにJoule-Lenzaの法則を適用するために、独自の振動のエネルギーで降順の法則を確立することが可能です。

その結果、時間の長期間の減衰が少ない場合、多くの大きな振動の減少速度がエネルギー自体に比例することが判明している。

式(18)の解は形をしています

抵抗における輪郭における独自の電磁振動のエネルギーは指数法の下で減少します。

振動のエネルギーはそれらの振幅の二乗に比例します。 電磁気振動のためには、例えば、(8)から以下のようになる。 したがって、(19)に準拠したフェージング振動の振幅は、法律によって減少します

振動の寿命 (20)から分かるように、振動の振幅は、振幅の初期値とは無関係に等しい時間の間に時間で減少する。この時間xは発振の寿命と呼ばれますが、(20)から分かるように変動は正式に無限に続く。 実際、もちろん、振動は、それらの振幅がこのチェーン内の熱騒音の特性レベルを超えるまで話すことを意味します。 したがって、実際には、輪郭の変動「ライブ」は有限の時間であり、これはxの寿命より数倍高いことができます。

それ自体では発振Xの生活時間、およびこの時間xの間に回路内で発生する完全振動の数を知ることがしばしば重要です。 この数は輪郭の呼びかけに乗算されます。

厳密に言えば、フェージング振動は周期的ではありません。 小さな減衰で、時間間隔が2つの間で理解される期間についての話に関連することが可能です。

コンデンサの電荷の最大値(同じ極性)または最大電流値(一方向)を転送した。

振動の減衰は期間に影響を与え、減衰がないという理想的な機会に比べてその増加につながります。 小さな減衰では、発振周期の増加は非常にわずかにあります。 しかしながら、振動の強い減衰では、全く不可能ではないかもしれない:荷電凝縮器は周周期的に放電され、すなわち回路内の電流の方向を変えることなく。 だからそれはallveになるでしょう。

厳密解 上記で定式化されたパターンは、微分方程式(16)の厳密な解から振動が漏れることです。 直接置き換えあなたはそれがあることを確認することができます

ここで、値が初期条件から決定された任意の定数。 小さな減衰量で、余弦の乗数はゆっくり変化する振動の振幅として見ることができます。

仕事

インダクタインダクタンスを介してコンデンサを充電します。 チェーン内で、その図が図4に示されている。 図16 1に示すように、上部コンデンサの電荷は低いほど充電されていない。 現時点ではキーが閉じられます。 上部コンデンサの充電時間とコイル内の電流への依存性を求めます。

図。 161.初期の時点で1つのコンデンサーだけが充電されます。

図。 162.キーを閉じた後の回路内のコンデンサと電流の料金

図。 図163に示す電気回路の機械的類推。 162。

決定。 チェーン内のキーを閉じた後、振動が発生します。上部コンデンサはコイルを通って放電し始め、底部を充電します。 それからすべてが反対方向に起こります。 例えば、正帯電で、上部凝縮器が占める。 それから

小さい期間後、コンデンサ電荷および電流方向の符号は、図4に示すようになる。 162.インダクタンスのインダクタを介して相互接続されている上部コンデンサと下部コンデンサのカバーの電荷によって表します。 電荷の保全の法則に基づきます

毎回閉回路のすべての要素の電圧の量はゼロです。

コンデンサの電圧符号は、図4の電荷の分布に対応する。 162.指定された電流方向。 コイルを通る電流の表現は、2つのタイプのいずれかで書き込むことができます。

関係式(22)と(24)を使用した式を除いて:

指定されたものに入る

(25)次の形式で参照してください。

関数を入力する代わりに

そしてその(27)がビューを取ることを考慮に入れる

これは、解決策を持つ、厄介な高調波振動の通常の式です。

任意の定数。

関数から上部コンデンサの充電時間を取得するには、次の式があります。

定数を決定するために、そして私達が持っている(24)および(31)からの電流の強さのための充電および電流が最初の瞬間であることを考慮に入れる。

したがって、今すぐ入手し、私たちが得るものを検討する

だから、充電と現在の強さの表現は

充電振動と電流の性質は、同じ値のコンデンサで特に視覚的です。 この場合

上部コンデンサの電荷は、発振の半分に等しい平均値付近で振幅が振動すると、全電荷が下部コンデンサの上にあることが判明したときに初期モーメントの最大値からゼロまで減少する。

振動頻度の式(26)はもちろん、検討中の回路ではコンデンサが直列に接続されているため、直ちに書き込むことが可能であった。 しかしながら、そのような初期条件下では、コンデンサを1相当で置き換えることができないので、式(34)を書くことは直接困難である。

ここで発生するプロセスの視覚的表現は、図1に示されるこの電気回路の機械的アナログを与える。 同じスプリングは、同じ容量のコンデンサの場合に対応しています。 初期モーメントでは、コンデンサの充電量と同等のものがばね変形の程度であるため、左スプリングが圧縮され、充電コンデンサに対応し、右側は不良状態にある。 平均位置を通過すると、両方のばねが部分的に圧縮され、極端な位置では、左側のばねが形ではなく、最初の瞬間の左側として圧縮され、そこからの右側の瞬間に圧縮されます。ある凝縮器に別の凝縮器。 ボールは平衡位置付近に通常の高調波振動を作るが、各スプリングの変形は機能によって記述され、その平均値はゼロとは異なる。

振動中に1つの凝縮器を有する振動回路とは対照的に、再充電の繰り返し適用がある場合、検討システムにおいて、最初に荷電した凝縮器は完全には再充電されていない。 たとえば、ゼロに充電され、次に同じ極性で再度復元します。 そうでなければ、これらの振動は通常の回路の高調波振動とは異なりません。 もちろん、コイルと接続線の抵抗を無視することができれば、これらの振動のエネルギーは持続します。

機械的および電磁エネルギーのための式(1)および(2)の比較からの理由を説明すると、剛性Kの類似体はインダクタンスの質量の類似体であり、その逆ではないと結論付けられた。

機械的ばね発振器との類似物からの輪郭内の電磁振動の頻度について式(4)の出力の根拠を与えてください。

-CONTERの高調波振動は、振幅、周波数、周期、発振段階、初期位相によって特徴付けられます。 これらの値のどれが振動回路自体の特性によって決定され、振動の励起方法によって決まる?

回路内のそれら自身の振動における電気的および磁気エネルギーの平均値は互いに等しく、振動の全電磁エネルギーの半分を上げることを証明する。

電気回路での準定常現象の法則の適用方法(12)の微分方程式(12)の電気回路の電気回路のコンバータの出力

LC回路内の電流を満たす微分方程式は何ですか?

低減衰時の発振エネルギーの減少率の方程式をスワイプすることは、摩擦、比例速度を備えた機械的発振器のために行われ、そして時間の経過とともに、著しく優れた周期の振動期間がどのように行われているかに似ています。指数関数法に。 ここで使用される「小さな減衰」という用語の意味は何ですか?

式(21)で与えられる関数が、任意の値およびaについて式(16)を満たすことを示す。

図1に示す機械的システムを考察する。 左スプリングの変形時および大体の速度の変形時の依存性を求める。

避けられない損失で抵抗なしに輪郭。 上述した問題では、コンデンサ上の電荷に対して非完全に通常の初期条件にもかかわらず、流動処理の準定常性の条件が行われたため、電気回路の従来の方程式を適用することができる。 しかしチェーン内では、その図が図4に示されている。 図164のスキームと正式な外部類似性を有する。 図162に示すように、初期瞬間に1つの凝縮器が充電されていれば、準安定性の条件は行われず、2番目はそうではない。

準安定性の条件が乱されているより多くの理由について説明します。 閉鎖直後

図。 準安定性の条件が満たされない電気回路。

キー全てのプロセスは、インダクタンスコイルを通る電流の増加が比較的ゆっくりと起こるので、最初にコイル内の電流の分岐を無視することができるので、すべてのプロセスは互いに相互接続される凝縮器内でのみ再生される。

キーが閉じられると、コンデンサからなる回路内で高速フェージング振動が発生し、それらのワイヤを接続します。 接続線のインダクタンスが小さいので、そのような振動の期間は非常に小さい。 これらの振動の結果として、コンデンサのプレート上の電荷が再分配され、その後2つのコンデンサを1つと見なすことができます。 しかし、最初の瞬間にこれを行うことは不可能です、電荷の再分配とともに、エネルギーの再分配が起こるので、その一部は熱に入る。

システム内の急速振動を減衰させた後、初期モーメントの1つのコンデンサがコンデンサの初期充電に等しい回路と同様に、振動が発生すると、上記の推論の正義の状態は小ささです。コイルのインダクタンスと比較した接続線のインダクタンスの。

考慮されたタスクのように、それは機械的な類推を見つけるために便利でここにあります。 凝縮器に対応する2つのばねがある場合、塊状体の両側に位置していた場合、ここでそれらの片側に位置する必要があるので、それらのうちの1つの振動は固定体で別のものに伝達され得る。 2つのスプリングの代わりに、あなたは1つを取ることができますが、最初の瞬間にのみ、それは不均質に変形するべきです。

中央の春を捕獲し、その左半分を一定の距離で広げて、春の後半は不定の状態にあるので、最初の瞬間の荷重は平衡位置から右への距離から距離までずっと移動します。 それから春を手放す。 春の最初の瞬間にはどのような機能が無効に変形しているのでしょうか。 把握することは難しくないので、「半分」ばねの剛性は、ボールの膨らみと比較して、ばねの質量が小さい場合であるが、それ自身のばね振動の周波数はそれほど多くなる。スプリングのボール振動の頻度よりも。 これらの「高速」の変動は、BESERA振動周期の小さい割合を構成する時間に現れる。 急速振動を減衰させた後、ばねの張力は再分配され、この時間の間の負荷は著しく動くのに時間がないので、貨物のシフトはほとんど同じままです。 ばね変形は均質になり、システムのエネルギーは等しい

したがって、ばねの急速な変動の役割は、システムのエネルギー供給がばねの均質な初期変形に対応する値まで減少したという事実に減少した。 システム内のさらなる方法が均質な初期変形の場合とは異なることは明らかである。 貨物のバイアスの時間依存性は、同じ式(36)で表される。

考慮された例では、急速な振動の結果として、機械的エネルギーの初期在庫の内部エネルギー(熱中)半分に変わりました。 初期変形を半分ではないがばねの任意の部分ではなく、機械的エネルギーの初期在庫の任意のシェアに入ることができることは明らかである。 しかし、すべての場合において、ばね上の貨物振動のエネルギーは、同じ均質な初期ばね変形を有するエネルギー供給に対応する。

電気回路では、急速振動をフェードすることの結果として、荷電コンデンサのエネルギーは、接続ワイヤ内のジュール熱の形で部分的に強調表示されている。 等しいタンクで、それはエネルギーの初期在庫の半分になるでしょう。 後半は、コイルと2つの接続された並列コンデンサCからなる輪郭内の比較的遅い電磁振動のエネルギーの形で留まり、

したがって、理想化はこのシステムでは基本的に許容できないため、発振エネルギーは無視されます。 その理由は、同様の機械的システムにおいて、インダクタンスまたは大体に影響を与えない速度の変動が可能であることである。

非線形要素との振動輪郭 機械的振動を研究するとき、我々は常に高調波からはるかに発振があることを見ました。 高調波振動は特性特性です。 線形システム、 その中で

戻り力は平衡位置からの偏差に比例し、潜在的なエネルギーは偏差の二乗である。 これらの特性を持つ実際の機械的システムは、原則として、それらの変動が平衡位置から小さな偏差のみで高調波と見なすことができます。

電磁気振動の場合、輪郭は、発振が厳密に高調波である理想的なシステムを扱っていることを印象的にすることができます。 しかしながら、これは、コンデンサおよびコイルのインダクタンスが永久的なものと見なすことができる限り、すなわち電荷および電流とは無関係である限り当てはまる。 厳密に話すコアを有する誘電体およびコイルを有する凝縮器は、非線形要素である。 凝縮器が強誘電体、すなわち物質で充填されると、その物質は印加電場に強く依存する誘電透過性が、コンデンサの静電容量はもはや一定と見なすことができない。 同様に、強磁性コアを有するコイルのインダクタンスは、強磁性体が磁気飽和の性質を有するので、電流の強度に依存する。

機械式振動系では、原則としての質量を一定で、非線形性と見なすことができ、電流力の非線形性のためにのみ起こり、非線形性は、コンデンサーのために電磁振動回路で非線形性が発生する可能性があります(の類似体弾性ばね)とインダクタンスコイル(アナログ質量)。

2つの振動回路のためのなぜ 並列コンデンサ (図164)システムが保守的と見なされる理想化には適用されませんか?

図1の回路における振動の消散につながる速い変動が速いなぜ 図16に示す2つの連続コンデンサを有する回路内では、164が発生しなかった。 162?

回路内の電磁振動を引き起こす可能性がありますか?

発振回路は、インダクタンスおよびコンデンサコンデンサのコイルからなる簡単な電気回路である。 そのような方式では、電流または電圧の変動が発生する可能性がある。 そのような振動の共振周波数はThomson式によって決定される。

この多様なLC発振回路(CC) 最も簡単な例 共鳴揺動鎖 それは順次接続されたインダクタとコンテナで構成されています。 そのようなAC方式を流れるときは、次のように決定されます。 i \u003d u /xσ どこ xσ。 - インダクタンスコイルとコンテナの反応性抵抗の合計。

容器の反応性抵抗の依存性とその式の頻度からのインダクタンスの依存性を次のように依存させましょう。

式から、周波数が増加するにつれて、反応性インダクタンス抵抗が大きくなることが明らかに明らかに明らかにされている。 コイルとは異なり、周波数が増加する凝縮器では、反応性抵抗が低下する。 インダクタコイルの反応性抵抗のグラフィック依存性を示す図 X L. そしてタンク X C。 から 巡回周波数 オメガ ω そしてグラフ ω 代数額から xσ。。 グラフは、コンデンサとインダクタンスからなる順序振動回路の全反応性抵抗の頻度への依存性を示す。

グラフから、特定の周波数では明らかに見られます ω\u003dω 、値に応じてインダクタンスおよび容量の反応性抵抗が一致しているが、符号に対向しており、全体の連鎖抵抗はゼロである。 この周波数では、回路内でできるだけ流れます。 可能な電流、インダクタンス(すなわち、コイルの能動抵抗)および電流源の内部積極性抵抗のオーム損失によってのみ制限される。 この現象が発生するこの頻度は共鳴の頻度と呼ばれます。 さらに、グラフを描くことができる:周波数では、共振周波数より下では、シリアルQcの反応性抵抗は容量素子を有し、より高い周波数では誘導性がある。 共鳴周波数は、Thomson式で見出すことができ、これはQCの両方の成分の反応性抵抗の式から容易に誘導され、それらの反応性抵抗を同じにする。

下の図では、アクティブなオーミックロスを考慮して、シリアル共振回路の等価スキームを表示します。 r特定の振幅を有する電流高調波電圧の理想的な源 u。 フル抵抗、またはそれは計算されたインピーダンススキーマとも呼ばれます。 Z \u003d√(R 2 +xσ2)どこ XΣ\u003dΩL-1 /ΩC。 壁紙の反応性抵抗のときの共鳴の頻度で x l \u003dωl そして X C \u003d 1 /Ω モジュールでは xσ。 彼女はゼロに努力し、本質的に積極的にのみ積極的であり、このスキームの電流は、OHMの法則による損失に対する電流源の電圧の比率によって計算されます。 i \u003d u / R.。 エネルギーの噴流成分の在庫があるコイルおよび容量では、同じ電圧値が低下する。 u l \u003d u c \u003d ix L \u003d ix.

任意の周波数では、共振、インダクタンスおよび容量の電圧が異なるため、それらはスキーム内の電流の振幅と反応性抵抗モジュールのレートに依存します。 X L. そして X S。したがって、順次振動ループの共振が呼ばれます。 共鳴ストレス.

CCの非常に重要な特性もその波抵抗である。 ρ そしてQC品質 Q.。 波抵抗 ρ それらは、共振周波数に対する両成分(L、C)の反応性抵抗の大きさを考察する。 ρ\u003d X L \u003d X C. にとって ω\u003dω 。 波抵抗は次の式に従って計算することができる。 ρ\u003d√(L / C)。 波抵抗 ρ それは輪郭の反応性成分によって保存されたエネルギー推定の定量的尺度と考えられています - w l \u003d(Li 2)/ 2 そして W C \u003d(CU 2)/ 2。 QCSの反応性要素によって蓄積されたエネルギーの比率は、期間の抵抗損失のエネルギーと呼ばれます。 Q. kk。 振動回路の品質 - 振幅と幅の振幅を決定する量 周波数特性 CCの保存エネルギーが1回の発振のためにエネルギーの損失よりも大きい程度についての共鳴と会話。 品質は積極的な耐性の両方を考慮に入れる r。 3つのパッシブコンポーネントすべてが順次接続されているRLC回路のシリアルQCの場合、品質は式によって計算されます。

どこ r, l そして C. - QCの共鳴鎖の抵抗、インダクタンスおよび容量。

d \u003d 1 / Q. 物理学はQCの減衰と呼ばれます。 良さを決定するために、表現は通常使用されます Q \u003dρ/ R.どこ r- QCのオーミック損失の抵抗、これはQCの能動損失の力を特徴付ける P \u003d I 2 R。 振動輪郭の品質は、数百台から数百以上のものまで変化します。 圧電体としてのそのような振動システムの品質または数千以上であってもよい。

QCの周波数特性は通常ACHによって評価され、一方スキーム自体は4極と見なされます。 以下の図は、シリアルQCとこれらのチェーンの合理を含むエレメンタリ四重極を示しています。 グラフの軸上に、電圧を電圧に送信する係数が延期されるか、または入力に対する出力電圧比が延期される。

受動方式の場合(アンプ素子とエネルギー源を持たない)、値 絶対に一人の上にはありません。 可変電流に対する抵抗は、共振周波数で最小限になります。 その後、送信係数は単位を照化しています。 共振以外の周波数では、QC可変電流の抵抗が大きく、送信係数はゼロ値に近づく。

共振では、入力ソースは短インピーダンスQcによって実際に閉じられているので、送信係数はほぼゼロに低下する。 反対に、共振と区別される入力効果の周波数で、係数は単位を求める。 KC特性は、共振の近くである周波数における伝送係数を変化させ、複数の類似の周波数から要求される周波数を有する信号を選択する必要があるときにアマチュアの慣習において広く使用されている。 したがって、QCの助けを借りて、必要なラジオ局の周波数を設定します。 プロパティは一連の周波数から分離されます.1つは選択性と呼ばれます。 この場合、共振からの露光周波数を調整する際の伝送係数を変更する強度は、帯域幅を表す。 周波数範囲は、その範囲内で、共振周波数のその値に対する伝送係数を減少(増加)し、0.7(dB)以下である。

図面中の点線は、同じ共振を有するが、品質が低い類似の鎖のACHによって示されている。 グラフからわかるように、帯域幅が増加し、その選択性が低下します。

この回路では、異なるレベルの反応性を持つ2つのジェット要素が並列に接続されています。 以下の図では、インダクタンス反応導電率のグラフィック依存性が考慮されます。 B L \u003d 1 /ΩL コンデンサの容量とコンデンサの容量 C \u003d-ΩCでは一般的な導電性と同様に σでは。。 そしてこの振動回路では、両成分のジェット抵抗が同じである共振周波数がある。 これは、この周波数では、並列CCが大きな可変電流抵抗を有することを示唆している。


もちろん、リアルパラレルCCの抵抗(損失)は、もちろん、無限大の傾向がない - 回路内の損失の上記のオーミック抵抗よりも低い、すなわち、品質の低下に直接比例する。

高調波振動源と並列QCからなる最も単純なチェーンを考えてみましょう。 発電機(電圧源)の振動の固有振動数は輪郭の共振周波数と一致すると、誘導性分岐と容量性分岐とが同じ可変電流抵抗を有し、分岐内の電流は全く同じである。 したがって、私はこのスキームが行われると自信を持って言う 共鳴トコフ。 両方の成分の反応器は完全に首尾よく補償され、QC流動電流の抵抗は完全に活性になる(抵抗成分のみを有する)。 この抵抗の大きさは、特性抵抗のQCの品質によって計算されます r eq \u003d q・ρ。 他の周波数では、平行kkの抵抗は低下し、より低い誘導性、そしてより高い容量性でジェットを取得する。

この場合の周波数からの4極の転送の係数の依存性を検討してください。


共鳴の頻度での4極は、流れる交替に対して非常に大きな抵抗です。 ω\u003dω その伝送係数はゼロ(実際のオーミックロスを考慮に入れても)です。 共振以外の他の周波数では、QCの抵抗が低下し、四重極の伝送係数が大きくなる。 第2の選択肢の4極の場合、状況は直径方向に反対になる - Qcの共振周波数に非常に大きい抵抗があり、すなわち伝送係数は最大化され、1つに努める。 共振から周波数に大きな違いがあると、信号源は実際上犠牲になり、送信係数はゼロを求めるであろう。

1MHzの共振の頻度で、並列CCを作る必要があるとします。 このようなQCの予備的な簡略化された計算を実装します。 つまり、コンテナとインダクタンスの必要な値を計算します。 簡略化された式を使用します。

L \u003d(159.1 / f)2 /cここで:

l ICGN内のコイルのインダクタンス。 から PFの静電容量コンデンサ。 f MHzの共振周波数

1MHzの周波数と1000 pFの容量を定義します。 我々が得る:

L \u003d(159.1 / 1)2/1000 \u003d 25μH

したがって、QCが私たちのラジオアマチュアで使用されている場合、1MHzが使用され、次に1000 pFの容量と25μHのインダクタンスを取る必要があります。 コンデンサは十分に選択が簡単ですが、インダクタンスIMHOは自分を作る方が簡単です。

これを行うには、コアなしでコイルのターン数を計算します。

n \u003d 32 * v(L / D) どこ:

n必要なターン数。 l icguの指定インダクタンス。 dコイルフレームの直径。

フレームの直径5 mmを仮定します。

n \u003d 32 * v(25/5)\u003d 72回転

この式はおおよそと考えられており、独自の集中インダクタンス能力を考慮に入れていません。 式は、コイルのパラメータを事前計算するために使用され、それはデバイス内の輪郭を調整するときに調整される。

アマチュアの練習では、長さ12~14mmの長さと2.5~3mmの直径を有するフェライトからトリムコアを有するコイルが非常によく使用されている。 そのようなコアは受信機の振動回路において積極的に使用されている。

電気発振回路は、その複雑さにかかわらず、任意の無線の必須要素である。 振動輪郭なしでは、無線局信号の受信は一般的に不可能である。

最も単純な電気発振回路(図20)は、インダクタインダクタからなる閉回路です。 l いくつかの条件下で、電気振動が発生する可能性がある。

この現象の本質を理解するために、最初にフィラメント振り子を用いたいくつかの実験(図21)。 100 cmの長さのねじに。ボールを投げ、粘土からの盲検、または20 ... 40 g。平衡位置から振り子をひっくりし、2番目の矢印で時計を利用してそして、彼が1分以内に変動の量を数えます。 したがって、この振り子の振動の固有の周波数は0.5Hz、周期(1つの完全な振動時間)は2秒です。 期間中、振り子の潜在的なエネルギーは速度論的に2回、そして速度までの電位に変化します。

振り子半分の糸を短くします。 振り子振動の独自の頻度は1度半ばに増加し、振動期間は減少します。 結論:振り子の長さが減少すると、独自の振動の周波数が増加し、周期は比例的に減少します。

振り子サスペンションの長さを変えることで、独自の発振周波数が1 Hzに達したことが達成されます(1秒あたりの1つの完全な振動)。 これは約25 cmのスレッド長を持つはずです。この場合、振り子の振動の周期は1秒になります。

フィラメント振り子の振動は退色している\u200b\u200b。 任意の体の無料振動が常に落ちた。 彼らは、その振動を伴うビート内の振り子がわずかにプッシュした場合にのみ失敗することができ、それが抵抗を空気や摩擦力によって克服することを克服するエネルギーを補償します。

振り子のそれ自身の振動の周波数は、その質量とサスペンションの長さによって異なります。

現在後者のロープやひもを伸ばします。 同じ振り子を伸ばすことを結びます(図22)。 ロープを通る梱包は、そのような振り子であるが、長いねじがある。 この振り子の吊り下げの長さは、糸の自由端を引っ張ることによって変えることができます。 振動運動に取り組んでください。 同時に、第1の振り子も変動するが、減損(振幅)が小さい。 第2振り子の振動を止めることなく、徐々にその懸濁液の長さを減少させる - 第1の振り子の振動の振幅は増加する。

振動の共振を示すこの経験では、第1の振り子は、これらの振動の送信機によって第2の振り子によって励起された機械的振動の受信機である。 生成第1振り子変動の理由は、第2の振り子振動の周波数に等しい周波数を有する周期的な伸張振動である。 最初の振り子の強制振動は、それ自身の周波数が第2の振り子の変動の頻度と一致する場合にのみ最大振幅を持ちます。

あなたがこれらの実験で観察された自己頻度、強制振動および共鳴 - 特異的特性と電気振動輪郭。

輪郭の電気振動 回路の変動を開始するためには、ソースからコンデンサを充電する必要があります。 定電圧その後、ソースの電源を切って輪郭の回路をより狭い(図23)。 この点から、コンデンサはインダクタを通って放電し始め、回路回路内で増加する電流を生み出します。 そしてインダクタインダクタの周囲 - 電流の磁場。 凝縮器が完全に排出され、チェーン内の電流がゼロに等しくなると、コイルの周囲の磁場は最も強いです。 電荷 凝縮器をコイルの磁場に変換した。 弾丸が同じ方向に移動しますが、磁場のエネルギーが減少し、蓄積されたコイル、およびコンデンサが充電し始めます。 コイルの磁場が消えたらすぐに、回路内の電流が一瞬停止します。 しかし、この時点では、Condens-FOPは再充電されるため、回路は再び回路に移動しますが、反対方向に。 その結果、回路内の電流変動は回路内で発生し、コンデンサによって蓄えられるエネルギーが回路導体の抵抗を克服することに費やされない。

コンデンサの回路電荷で励起された電気的振動は、自由で、そしてその結果としてスプランドで励起されます。 回路内でコンデンサを再度充電したことで、新しい一連のフローティング振動を励起することができます。

電池3336Lの電磁ヘッドホンに接続してください。 回路の時には、クリックする音が携帯電話に表示されます。 バッテリーから電話機を切断する際に同じクリックが聞こえます。 このバッテリー用紙コンデンサから充電可能なタンクは可能です。その後、バッテリーをオフにして同じ電話を接続してください。 電話では、低音の短い音が聞こえます。 しかし、コンデンサーからの電話をオフにする際にはそのような音がないでしょう。

これらの実験の最初の実験では、外観のモーメントとそれらの電流の消失の消失の電磁機関のコイルの磁界の力を変えるときのそれらの膜の単一振動の結果である。 2回目の実験では、電話機の音は、電話コイルの可変磁場の作用の下でのそれらの膜の変動です。 それらは、励起された非常に低い周波数の振動を試みる短い待ち行列によって作成されます。 荷電コンデンサを接続した後のこの回路。

回路内の電気振動の自己頻度は、そのコイルのインダクタンスと凝縮器の静電容量に依存します。 それらがより多くの場合、回路内の振動頻度は低く、反対に、それらはそれほどより少ないほど、回路内の振動頻度が高い。 コンデンサのコイルと静電容量のインダクタンス(巻数)を変えることで、回路内の自電振動の周波数を広く変更することができます。

そのため、回路内の強制振動は失敗し、その変動を伴うビートへの輪郭は追加のエネルギーを補充する必要があります。 受信回路の場合、このエネルギーの原因は、無線アンテナ内の電波によって誘起された高周波の電気的振動であり得る。

ラジオ受信の輪郭。 検出器の役割を果たしているダイオードと電話機から構成されるアンテナ、接地とチェーンを接続すると、最も簡単なラジオが検出器です(図24)。

そのような受信機の振動回路のために、第3のワークショップの通過においてあなたが負傷しているインダクタンスのインダクタを使用する。 コンデンサー可変容量 (g2) 滑らかで。 無線局の周波数への輪郭の正確な調整は、それらに導体をはんだ付けした2つのスズプレートでできています。 プレートの間に、彼らが閉まっていないように、乾いた舗装や新聞の葉を入れてください。 このようなコンデンサの容量は、プレートの相互重なりの面積が大きくなり、それらの間の距離が少なくなります。 150×250mmのプレートのサイズおよびそれらの間の距離の間に、紙の厚さに等しい、1つの凝縮器の最大タンクは400 ... 450pF、それは非常に適しており、そして最小の最小値ピコフラデス。 アンテナトマンカ (w1) 地上から隔離され、ワイヤの長さ10 ... 15 mの建物の壁からよく隔離され、標高10~12mで中断されています。地面には、金属製のピンを使用できます。地面、パイプ水道管または中央暖房、それが支配することができる 良いお問い合わせ 土地で。

検出器の役割 (vi.) ポイントダイオード、たとえば、任意の文字インデックスを持つシリーズD9またはD2を実行できます。 1で - 電磁ヘッドホン、高オーム(電磁石抵抗のコイル付き dC. たとえば、TONE-1と入力します。 並列電話プラグコンデンサー (SZ)3300 ... 6200 pfの容量で。

すべての接続は電気的に信頼できなければなりません。 登録されている場合は良いです。 いずれの接続でも接触不良のため、受信機は機能しません。 受信者はあると思われる場合には機能しません 短絡 または誤った接続

受信機の回路を無線局の周波数に設定する:粗大 - 輪郭に含まれるコイルの巻き数のジャンプ揺れの変化を有する(図24のトロッチ線を矢印で示す)。 プラスリングと正確な - 他方のプレートに対してオフセットすることによってコンデンサの静電容量の変化。 市内の地域やあなたが住んでいる地域であれば、長波範囲のラジオ局が機能している(735.3 ... 2000 m、それは周波数408 ... 150 kHzに対応する)、次に輪郭を回してコイルのターン、そして中程度のRaasステーション(186.9 ... 571.4 m、186.9 ... 571.4 m。525 kHz)は、そのターンの一部だけです。

2つの無線局の歯車の同時聴覚を用いることは、アンテナと輪郭コンデンサとの間に62 ... 82pFの容量を有する(図24では、破線で示すC1コンデンサ)。 このことから、電話機の音の音量はわずかに減少しますが、受信機の選択性(選択性)、つまり彼のスポークは干渉駅から消え、改善されます。

そのような受信者は一般的に機能しますか? 多くのステーションの電波を有するアンテナワイヤに誘起された変調された高周波変動は、アンテナ自体、異なる周波数および振幅の振動を含む受信機の回路において励起される。 回路では、それが共鳴するように構成されている周波数のみの最強の振動が生じる。 輪郭の他のすべての周波数の振動が緩んでいます。 より良い(kinder)輪郭、より明確に、それはそれ自身の頻度の変動、そしてそれらの振幅のより多くの振動を強調します。

検出器も受信機の重要な要素です。 片側電流伝導率を有する、それはそれを振動回路から入る高周波変調振動を直進させ、それらを低く変換する、すなわち音声が音響振動に変換される周波数を変える。

コンデンサー SZ、接続された並列電話 - 受信機の補助要素:検出器によってまっすぐに直立した電流の脈動を平滑化すると、電話機の作業条件が向上します。

いくつかの実験を過ごしてください。

1.ラジオ局への受信機を設定し、厚さの釘を内側にコイルに入力し、次に適切な回路可変コンデンサを入力して、前者のボリュームを回復させます。

2.同じようにしますが、釘付けの代わりに、銅または真鍮製のロッドを取ります。

3.このような可変容量コンデンサの代わりに輪郭コイルに接続します(実験方法を選択)。受信機がローカルステーションの周波数に調整されます。

これらの実験の最終結果を忘れないでください。 もちろん、メタリックコアのコイルを導入することもち、あなた自身の回路周波数が変化することに気づいた:スチールコアは回路内のそれ自身の発振周波数を減少させ、それどころか銅または真鍮は増加します。 第1の場合において輪郭を同じステーションの信号に調整することで、輪郭コンデンサを小さくしなければならず、2回目に輪郭を調整することが可能となる。

高周波コアの等高線コイル。 現代の受信機の輪郭コイルの圧倒的多数は、ロッド、カップまたはリングの形で高周波、通常はフェライト、コアを有する。 フェライトロッドは、さらに、全てのトランジスタポータブルおよびいわゆる「ポケット」受信機の内部回路の必須要素である。

高周波コアは、コイルの磁界の線を「厚く」し、そのインダクタンスおよび良さを増大させるように思われる。 また、可動コアは、輪郭を特定の周波数に調整するために使用されるコイルのインダクタンスを調整することができ、時にはラジオ局の周波数で輪郭を調整することがあります。 実験の順序では、揺動輪郭、カスタマイズ可能なフェライトスタンプ400nHまたは600nH、長さ120mmの受信機を製造する(図25)。 そのようなロッドはトランジスタ受信機の磁気アンテナに使用される。 紙のストリップから、ロッド3 ... 4倍に巻き付けて、ジョイントを80 ... 90mmの長さで継手を乾かします。 スリーブロッドの中には無料であるべきです。 段ボール9から切り取り、互いに6 ... 7 mmの距離でスリーブにそれらを接着します。 結果として得られた分割されたフレーム入力300 ... ... 350ターンのLVRA LROW、PAL、またはPALSHO 0.2 ... 0.25、それを35 ... 40に並べる。 35 ... 40th - および75 ... 80ターンは、輪郭に含まれるコイルのターン数を変えることができるようにループの形で2つの除去を行います。

コイルアンテナ、接地およびチェーン検出器 - 電話に接続します。 コイルの輪郭が輪郭に加わってコイルを深く接触させ、フェライトロッドがコイルに導入され、受信機は大きな波長に構成することができる。

検出器受信機は、アンテナ無線局送信機によって放出された電磁エネルギーの排他的に機能する。 したがって、電話は静かに聞こえます。 検出器受信機の性能の量を増やすためには、それにアンプを追加する必要があります。

文献:Borisov V. G.初心者のラジオアマチュアのワークショップ。CER。、Persin。 そして追加します。 - M。:Dosaaf、1984. 144 p。、IL。 55K。

  • 電磁振動 - これらは電気回路内の電気的および磁気値の時間とともに周期的な変化です。
  • 自由 そのように呼ばれます 振動これは、定常平衡状態のこのシステムの偏差のために閉鎖システムで発生します。

振動では、システムのエネルギーをある形から別の形式に変換する連続的なプロセスがあります。 電磁界の振動の場合、交換はこの場の電気的成分と磁性部品の間にのみ行くことができます。 このプロセスが発生する可能性がある最も簡単なシステムです 振動輪郭.

  • 完璧な振動輪郭 (lc-contour.) - 電子回路コイルインダクタンスからなる l そしてコンデンサの容量 C..

電気抵抗を有する実振動回路とは異なり r理想的な輪郭の電気抵抗は常にゼロに等しい。 その結果、完全な発振回路は実際の回路の単純化されたモデルです。

理想的な振動回路の方式を図1に示します。

エネルギー輪郭

振動回路の完全エネルギー

\\(w \u003d w_(e)+ w_(m)、\\; \\; \\;; w_(e)\u003d \\ dfrac(c \\ cdot u ^(2))(2)\u003d \\ dfrac(q ^(2)) (2c)、\\; \\; w_(m)\u003d \\ dfrac(l \\ cdot i ^(2))(2)、\\)

どこ 我々。 - 現時点での振動回路の電界のエネルギー から - コンデンサの電気容量、 u - 一定時間のコンデンサの電圧値、 q. - 現時点でのコンデンサの電荷の価値 w m - 現時点での振動回路の磁場のエネルギー l - コイルのインダクタンス、 私。 - 現時点でのコイルの現在の強度。

振動回路のプロセス

振動回路で発生するプロセスを考慮してください。

平衡位置から輪郭を除去するためにコンデンサを充電するようにコンデンサを充電する。 QM (図2、位置 1 )。 式\\(u_(m)\u003d \\ dfrac(q_(m))(c)\\)を考慮して、コンデンサに電圧値を見つけます。 この時点でチェーン内の電流はそうではありません、すなわち 私。 = 0.

チェーン内の凝縮器の電界の行動の下でキーを閉じた後に表示されます 電気、TOK電力 私。 これは時間とともに増加します。 この時点でコンデンサは放電を開始します。 電子、電流を作り出し、(電流の方向が正電荷の動きの方向によって行われることを思い出させる)負の凝縮器クランプで残し、正に来るようになります(図2、位置を参照)。 2 )。 チャージと一緒に q. 減少し、電圧が低下します u \\(\\ left(u \u003d \\ dfrac(q)(c)\\ right)。\\)コイルを通る現在の強度が増加すると、自己誘導が発生し、現在の強度の変化を防ぎます。 その結果、振動回路内の電流の電流はゼロからいくらかの最大値に即座に増加しないが、コイルのインダクタンスによって決定される一定期間。

コンデンサチャージ q. 減少し、ある時点でゼロになります( q. = 0, u \u003d 0)、コイル内の電流の電流はいくらかの値に達する 私はmに (図2、位置 3 ).

凝縮器(および抵抗)の電界がなければ、電流を作り出す電子はそれらの慣性運動を続ける。 同時に、電子はそれに陰電荷を報告する電子を報告する電子が、彼女の正電荷を中立的に知らせる。 コンデンサーでは現れ始めます q. (そして電圧 u)、しかし反対の符号、すなわち 凝縮器が再充電します。 現在、コンデンサの新しい電界は電子の動きを防ぎますので、電流 私。 命令を開始します(図2、位置を参照) 4 )。 繰り返しますが、これは即座には起こりません。これは、現在のEMF自己誘導は電流の減少を補償し、それを「サポート」します。 そして現在の価値 私はmに (妊娠中 3 ) それが判明 最大電流値 回路で。

そして、回路内のコンデンサの電界の動作の下で、電流が現れるが、反対方向に向けられるが、電流 私。 これは時間とともに増加します。 そしてこのときの凝縮器は放電されるであろう(図2、位置を参照のこと)。 6 )ゼロまで(図2、位置を参照) 7 )。 等。

凝縮器の電荷として q. (そして電圧 u電界エネルギーを決定する 我々。 \\(\\ left(w_(e)\u003d \\ dfrac(q ^(2))(2)\\ dirac(2)\\ right)、\\)、コイルの現在の電力 私。 - 磁場エネルギー Wm。 \\(\\ left(w_(m)\u003d \\ dfrac(l \\ cdot i ^(2))(2)\\ right)その後、充電の変化、電圧、電流とともに変化し、エネルギーが変化します。

テーブル内の指定

\\(w_(e \\、\\ max)\u003d \\ dfrac(q_(m)^(2))(2c)\u003d \\ dfrac(c \\ cdot u_(m)^(2))(2)、\\; \\; w_(e \\、2)\u003d \\ dfrac(q_(2)^(2))(2c)\u003d \\ dfrac(c \\ cdot u_(2)^(2))(2)、\\; \\ ; w_(e \\、4)\u003d \\ drac(q_(4)^(2))(2c)\u003d \\ dfrac(c \\ cdot u_(4)^(2))(2)、\\; \\; w_(e \\,6)\u003d \\ dfrac(q_(6)^(2))(2c)\u003d \\ dfrac(c \\ cdot u_(6)^(2))(2)、\\)

\\(w_(m \\; max)\u003d \\ dfrac(l \\ cdot i_(m)^(2))(2)、\\; \\; \\; w_(m2)\u003d \\ dfrac(l \\ Cdot i_(2 )^(2))(2)、\\; \\; \\; w_(m4)\u003d \\ dfrac(l \\ cdot i_(4)^(2))(2)、\\; \\; w_(m6) \u003d \\ dfrac(l \\ cdot i_(6)^(2))(2)。

完全な振動回路の総エネルギーは、エネルギー損失(抵抗なし)を持つので、時間の経過とともに保存されます。 それから

\\(w \u003d w_(e \\、\\ max)\u003d w_(e2)+ w_(m2)\u003d w_(e4)+ w_(m4)\u003d ...)

したがって、完璧で LC- CORSUREは現在の値の定期的な変更を行います 私。、 充電 q. そして電圧 uさらに、回路の総エネルギーは一定のままである。 この場合、彼らは輪郭が起こったと言う 自由電磁振動.

  • 自由電磁振動 この回路では、これらは回路内のコンデンサプレート上の電荷の周期的な変化、回路内の電流および電圧強度は、外部からの消費源からのエネルギー消費なしに発生します。

したがって、回路内の自由電磁振動の発生は、コンデンサの充電およびコイル内の自己誘導EMFの出現によるものであり、これはこの再充電を「提供する」。 コンデンサチャージ q. コイルの現在の電力 私。 彼らの最大値に達する QM そして 私はmに さまざまな時点で。

回路内の自由な電磁振動は高調波則によって発生します。

\\(q \u003d q_(m)\\ cos \\ left(\\ \\ \\ \\ cdot t + \\ varphi _(1)\\ right)、\\; \\; \\; \\; \\; \\ cdot \\ cos \\左(\\ omega \\ cdot t + \\ varphi _(1)\\ right)、\\; \\; \\; i \u003d i_(m)\\ cos \\ left(\\ \\ \\ cdot t + \\ varphi _(2)\\ rey) )。\\)

その間の最小の期間 LCシステムはその元の状態(このカバーの充電の初期値まで)に戻り、回路内の空き(所有)の電磁気振動の周期と呼ばれます。

自由電磁振動の期間 LCシステムはThomsonの式によって決定されます。

\\(T \u003d 2 \\ PI \\ CDOT \\ SQRT(L \\ CDOT C)、\\; \\; \\; \\ omega \u003d \\ dfrac(1)(\\ sqrt(l \\ cdot c))。\\)

機械的類似性の観点から、摩擦なしのばね振り子の完全な振動輪郭、および実際の摩擦を実現する。 春の振り子の摩擦力の変動が時間の経過とともに衰退します。

*トムソンの式の結論

フルエネルギーは完璧ですので LCコンデンサの静電界のエネルギーの合計とコイルの磁場の和の合計に等しいコンデンサは保存されています。

\\(w \u003d \\ dfrac(q_(m)^(2))(2c)\u003d \\ dfrac(l \\ cdot i_(m)^(2))(2)\u003d \\ dfrac(q ^(2))(2c )+ \\ dfrac(l \\ cdot i ^(2))(2)\u003d(\\ RM const)。

振動方程式を入手します LC- 省エネルギーの法則を使用してシステム。 その事実を考えると、その総エネルギーのための表現によって憤慨して

\\(w "\u003d 0、\\; \\; q" \u003d i、\\; \\; i "\u003d q"、\\)

完璧な回路の自由な振動を説明する方程式を取得します。

\\(\\ left(\\ dfrac(q ^(2))(2c)+ \\ dfrac(l \\ cdot i ^(2))(2)\\ right)^(( "))\u003d \\ dfrac(q)(c) )\\ Cdot Q "+ L \\ Cdot i \\ Cdot i" \u003d \\ dfrac(q)(c)\\ cdot q "+ l \\ cdot q" \\ cdot q "\u003d 0、\\)

\\(\\ DFRAC(Q)(C)+ L \\ CDOT Q "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "+ \\ dfrac(1)(l \\ cdot c)\\ cdot q \u003d 0 )

フォームで勝利する:

\\(q "" + \\ omega ^(2)\\ cdot q \u003d 0、\\)

これが周期的な周波数を持つ高調波振動の方程式です。

\\(\\ omega \u003d \\ dfrac(1)(\\ sqrt(l \\ cdot c))。\\)

したがって、検討中の振動の期間

\\(T \u003d \\ DFRAC(2 \\ DFRAC(2 \\ PI)(\\ OMEGA)\u003d 2 \\ PI \\ CDOT \\ SQRT(L \\ CDOT C)。

文献

  1. Zhilko、V.V. 物理学:研究 グレード11一般的な形成のためのマニュアル。 SHK。 RUSと。 ヤズ。 学習/ v.v. Zhilko、L. マルコビッチ。 - ミンスク:NAR。 Asveta、2009. - P. 39-43。
トピックを続ける:
モデム

あなたは衛星放送テレビTricolorテレビを見ていましたか? 古い受信機を変更する時が来ましたか? 今夢を現実に具現化するのに最適な時期。 チェックアウト ...