Resonance stress. Wat resonantie circuit

Resonantie is één van de meest voorkomende in de natuur, fysische verschijnselen. Het verschijnsel van resonantie kan worden waargenomen in de mechanische, elektrische en zelfs energiesystemen. Zonder resonantie, hebben we niet over een radio, televisie, muziek en zelfs schommels op de speelplaats, niet om effectieve diagnostische systemen die worden gebruikt in de moderne geneeskunde te noemen. Een van de meest interessante en nuttige soorten resonantie circuit is een resonantie spanning.

De elementen van de resonantieschakeling

Resonantie kan optreden in de zogenaamde RLC-circuits, omvattende de volgende componenten:

• R - weerstanden. Deze apparaten betrekking op de zogenaamde actieve elementen van de elektrische schakeling, wordt elektrische energie omgezet in warmte. Met andere woorden, zij stroom naar het circuit en omzetten in warmte.
• L - inductie. Inductantie elektrische stroom - analoge massa of traagheid in mechanische systemen. Dit onderdeel is niet erg merkbaar in het circuit totdat je probeert om het te doen in enige verandering. In de mechanica bijvoorbeeld dergelijke verandering is de verandering in snelheid. De elektrische schakeling - de stroomverandering. Indien om welke reden optreedt, de inductantie tegenwerkt dergelijke schakeling regimeverandering.
• C - aanduiding voor condensatoren, welke inrichtingen die elektrische energie opslaan, zoals de veer behouden zijn mechanische energie. Inductantie concentraten en opgeslagen magnetische energie, terwijl de condensatorlading concentraten en derhalve slaat de elektrische energie.

Het concept van de resonantieschakeling

De belangrijkste elementen trillingskring inductantie (L) en capaciteit (C). De weerstand heeft de neiging om het dempen van oscillaties, zodat de voeding naar de schakeling. Bij onderzoek van de processen in de resonantieschakeling, we tijdelijk negeren, maar men moet bedenken dat, als de wrijvingskracht mechanische, elektrische weerstand in de ketens kunnen niet worden geëlimineerd.

De resonantie resonantie spanningen en stromen

Afhankelijk van de wijze van verbinden van de belangrijkste onderdelen van de resonantiekring kan serie- en parallel. Bij aansluiting van de serie resonantiekring met een spanningsbron signaal met een frequentie samenvalt met een eigenfrequentie, onder bepaalde omstandigheden, ontstaat de stressrespons. De resonantie in de elektrische keten parallel aan de reactieve elementen genoemd resonantie stromen.

De eigenfrequentie van de resonantiekring

We kunnen ervoor zorgen dat het systeem te oscilleren op een natuurlijke frequentie. Om dit te doen, moet u eerst de condensator op te laden, zoals in de bovenste afbeelding aan de linkerkant. Wanneer dit gebeurt, wordt de sleutel overgedragen naar de in dezelfde figuur de juiste positie.

Op tijdstip "0", de elektrische energie opgeslagen in de condensator, en de stroom in de schakeling gelijk is aan nul (figuur). Merk op dat de bovenplaat van de condensator positief geladen en de bodem - ontkennend. We kunnen niet de trillingen van elektronen te zien in het circuit, maar we kunnen de huidige ampèremeter te meten en met oscilloscoop om de afhankelijkheid van de huidige tijd op te sporen. Merk op dat T op het programma - de tijd die het kost om een oscillatie lager te voltooien in de elektrotechniek genaamd "aarzeling periode."

De stroom met de klok mee (zie onderstaande). Energie wordt overgedragen van de condensor naar de spoel. Op het eerste gezicht lijkt het misschien vreemd dat de inductie levert energie, maar het is vergelijkbaar met de kinetische energie die in de bewegende massa.

De energiestroom wordt teruggevoerd naar de condensor, maar merk op dat de polariteit van de condensator nu veranderd. Met andere woorden, de bodemplaat nu een positieve lading en de bovenplaat - negatieve lading (figuur).

Het systeem is nu volledig aangepakt, en de energie begint terug naar zelfinductie stroomt uit de condensor (zie onderstaande). Daardoor energie helemaal terug naar zijn startpunt en is gereed om de cyclus opnieuw te beginnen.

De oscillatiefrequentie kan als volgt worden benaderd:

• F = 1 / 2π (LC) ^0,5,

waarin: F - frequentie, L - inductie, C - capaciteit.

Beschouwd in dit voorbeeld, het proces weerspiegelt de fysieke essentie van spanning resonantie.

Onderzoek voltage resonance

Real LC kringen er altijd een lichte weerstand die afneemt bij elke cyclus verhogen stroomamplitude. Na verscheidene cycli, wordt de huidige gereduceerd tot nul. Dit effect wordt "demping sinusvormig signaal". De snelheid van de huidige uitdoven afhankelijk van de weerstand in het circuit. Echter de weerstand niet de frequentie van de resonantieschakeling oscillaties veranderen. Als de weerstand groot genoeg is, zal een sinusvormige trilling geheel niet voorkomen in de lus.

Uiteraard, wanneer er een natuurlijke oscillatiefrequentie kan excitatieproces resonantie. Dit doen we door in een daisy chain stroomvoorziening van wisselstroom (AC), zoals te zien aan de linkerkant. De term "variabel" betekent dat de bron uitgangsspanning varieert met een bepaalde frequentie. Indien de vermogensbron frequentie samenvalt met de eigenfrequentie van het circuit voltage resonantie ontstaat.

Betrekking tot de frequentie

Nu beschouwen we de voorwaarden van optreden van de spanning resonantie. Zoals in de vorige figuur, we terug naar de weerstand in het circuit. Zonder weerstand in de stroomlus in de resonantiekring toeneemt tot een maximale waarde bepaald door het schakelelement parameters en voeding. Verhogen van de weerstand van de weerstand in de resonantieschakeling vergroot de neiging om de verzwakking van de stroom in de keten, maar heeft geen invloed op de resonantiefrequentie trillingen. Typisch werkt de spanning resonantiemodus niet optreden als de impedantie van het resonantiecircuit voldoet R = 2 (L / C) ^0,5.

Gebruik resonantie spanningen voor radiotransmissie

Voltage resonantie fenomeen is niet alleen een fysieke merkwaardig fenomeen. Het speelt een cruciale rol in draadloze communicatietechnologie - radio, televisie, mobiele telefonie. Zenders voor draadloze overdracht van gegevens noodzakelijkerwijs schakelingen bevatten resoneren bij een specifieke frequentie voor elke toestel heet draaggolffrequentie. Via de zendantenne verbonden met de zender, zendt elektromagnetische golven op de draaggolffrequentie.

De antenne aan de andere kant zendontvanger pad ontvangt het signaal en levert het aan de ontvangstschakeling ontworpen om te resoneren op de draaggolffrequentie. Het is duidelijk dat de antenne ontvangt een aantal signalen op verschillende frequenties, niet om de achtergrondruis te noemen. Door de aanwezigheid van het ontvangende apparaat afgestemd op de draaggolffrequentie van de resonantiekring, de ontvanger selecteert alleen de juiste frequentie en filtert alle onnodige.

Na het detecteren van de amplitude gemoduleerde (AM) radio, een speciaal laagfrequent signaal daarvan (LF) wordt versterkt en toegevoerd aan het geluid producerende inrichting. Dit is de eenvoudigste vorm van radio is zeer gevoelig voor ruis en interferentie.

Om de kwaliteit van de ontvangen informatie ontwikkeld te verbeteren en met succes gebruikt andere, meer geavanceerde manieren van radio-transmissie, die ook gebaseerd is op het gebruik van afgestemde resonerende systemen.

Frequentiemodulatie en de FM-radio lost veel van de problemen met radiozend amplitude gemoduleerd signaal, maar ten koste van aanzienlijke complexiteit transmissiesysteem. De FM-radiosysteem geluiden elektronisch kanaal worden omgezet in kleine veranderingen in de draaggolffrequentie. Apparaat dat de omzetting uitvoert wordt een "modulator" wordt gebruikt met de transmitter.

Derhalve moet de ontvanger worden toegevoegd aan een demodulator voor het omzetten van het signaal terug in een vorm die door de luidspreker kan reproduceren.

Andere voorbeelden maken gebruik van een voltage resonantie

Resonantie spanningen als het fundamentele beginsel ook opgenomen in de schakeling van meerdere filters worden veel gebruikt in de elektrotechniek de schadelijke en ongewenste signalen te elimineren, en het effenen van de pulsatie opwekken van sinusvormige signalen.