Estresa erresonantzia. Zer da erresonantzia zirkuitu elektriko batean?

Erresonantzia naturan fenomeno fisiko ohikoenetako bat da . Erresonantzia fenomenoa sistema mekaniko, elektriko eta termikoetan ere ikus daiteke. Erresonantzia gabe, ez genuke irratia, telebista, musika eta jolastoki swing izango, medikuntza modernoan erabilitako diagnostiko sistemarik eraginkorrenak aipatu gabe. Zirkuitu elektrikoko resonantzia modu interesgarri eta baliagarrienetako bat tentsioen erresonantzia da.

Erresonantzia zirkuituaren elementuak

Erresonantzia fenomenoa RLC katean deitzen da, honako osagai hauek dituena:

• R - erresistentzia. Gailu horiek, zirkuitu elektrikoaren elementu aktiboekin deitzen direnak, energia elektrikoa energia termiko bihurtzen dute. Hau da, zirkuituaren energia kentzen dute eta bero bihurtzen dute.
• L inductance da. Zirkuitu elektrikoetan indukzioa masa edo inertzia sistema mekanikoetan analogikoa da. Osagai hau ez da oso nabarmena zirkuitu elektrikoan, aldaketak egiten saiatzen zaren arte. Mekaniketan, adibidez, aldaketa hori abiadura aldatzea da. Zirkuitu elektrikoan, egungo aldaketak. Zenbait arrazoirengatik gertatzen bada, indarrak zirkuituaren modua aldatzen du.
• C kondentsadoreentzako izendapena da, gailuak energia elektrikoa gordetzean, malgukiek energia mekanikoa mantentzen duten moduan. Indukzioa kontzentratzen eta energia magnetikoa mantentzen du, kondentsadoreak karga kontzentratzen du eta, beraz, energia elektrikoa gordetzen du.

Zirkuitu erresonante baten kontzeptua

Zirkuitu resonantearen funtsezko elementuak inductance (L) eta capacitance (C) dira. Erresistentzia oszilazioak hezeak izaten ditu, beraz zirkuituaren energia kentzen du. Zirkuitu oszilagarrian gertatzen diren prozesuak kontuan hartuta, aldi baterako ez ikusi egin dugu, baina gogoratu behar da sistema mekanikoen marruskadura indarra bezalako zirkuituetan erresistentzia elektrikoa ezin dela ezabatu.

Erresonantzia erresonantzia eta erresonantzia elektrikoa

Gako-elementuak konektatzen diren moduaren arabera, erresonantzia-zirkuitua sekuentziala eta paraleloa izan daiteke. Serieko oszilazio-zirkuitua tentsio iturri batera konektatzen denean maiztasun maiztasunarekin bat datorren maiztasun naturalarekin bat datorrenean, baldintza jakin batzuetan, tentsioen erresonantzia sortzen da. Zirkuitu elektriko baten erresonantzia, konektatutako elementu erreaktibo paraleloekin korronteen erresonantzia deritzo.

Erresonantzia zirkuituaren maiztasun naturala

Sistemak bere maiztasunean oszilatu dezake. Horretarako, lehenengo kondentsazioa kargatu behar duzu goiko ezkerreko irudian agertzen den bezala. Hori egitean, tekla eskuineko eskuinean dagoen figura berean agertuko da.

Denbora "0" energia elektriko guztia kondentsadorean gordetzen da, eta zirkuituan dagoen unekoa zero da (beheko irudian). Kontuan izan kondentsadorearen goiko plaka kargatzen dela positiboki, eta behekoa negatiboa da. Ezin ditugu elektroien oszilazioak zirkuituan ikusi, baina korronte bat ampermetroarekin neurtu dezakegu eta osziloskopio baten laguntzarekin uneko eta denboraren izaera azaltzen dugu. Kontutan izan gure grafikoan T dela oszilazio bat osatzeko denbora, elektrizitate ingeniaritzan "oszilazio epea" deritzo.

Uneko fluxuak erlojuaren norantzan (beheko irudia). Energia kondentsadoretik inductorra transferitzen da . Lehen begiratuan, bitxikeria dirudi inductanceek energia duela, baina masa mugikorreko energia zinetikoa bezalakoa da.

Energia-fluxua kondentsadorera itzultzen da, baina kontuan izan kondentsadorearen polaritatea orain aldatu dela. Beste era batera esanda, beheko plakak karga positiboa du, eta goiko plaka - karga negatiboa (beheko irudia).

Orain sistema guztiz aktibatuta dago, eta energia hasten da kondentsadore berriro inductance (beheko irudian). Ondorioz, energia guztiz bere abiapuntura itzultzen da eta zikloa berriro hasteko prest dago.

Oszilazio maiztasuna honela kalkulatzen da:

• F = 1 / 2π (LC) ^0.5 ,

Non: F - maiztasuna, L - inductance, C - capacitance.

Adibide honetan hartutako prozesuak estresaren erresonantzia esentzia fisikoa islatzen du.

Estresaren erresonantzia ikertzea

LC zirkuitu errealetan, erresistentzia txiki bat dago beti, eta ziklo bakoitzean zirkulazioa areagotzen du uneko zabaleran. Hainbat ziklo egin ondoren, uneko zantzuak gutxitzen ditu. Efektu hau seinale sinusoidal baten attenuazioa deritzo. Zirkuituaren uneko uneko tentsio-tasa zirkuituan duen erresistentzia-balioa da. Hala ere, erresistentzia ez da aldatzen oszilazio-maiztasunaren erresonante zirkuituan. Erresistentzia nahikoa bada, zirkuituan oszilazio sinusoidalak ez dira izango.

Jakina, oszilazio maiztasun natural bat dagoela, prozesu resonante bat zirraragarria da. Horretarako, serieko zirkuituaren AC hornidura (AC) barne, ezkerreko irudian agertzen den bezala. "Aldagai" terminoa esan nahi du iturriaren irteerako tentsioa maiztasun jakin batean aldatzen dela. Potentzia-maiztasuna zirkuituaren maiztasun naturalarekin bat datorrenean, tentsioen erresonantzia sortzen da.

Agerraldi baldintzak

Gaur egun, estresaren erresonantzia baten itxura duten baldintzak aztertuko ditugu. Azken irudian agertzen den moduan, zirkuituaren erresistentzia itzuli dugu. Zirkuituan erresistentzia ez dagoenean, uneko erresonantzia zirkuituan zirkuitu elementuen parametroek eta potentzia-iturriek zehazten duten balio maximoa gehituko zaie. Erresistentzia erresistentzia erresonantziaren erresistentzia handitzen ari den zirkuituan gaurkotu nahi den joera areagotzen du, baina ez du oszilazio erresonanteen maiztasunik eragiten. Normalean, tentsioaren erresonantzia modua ez da gertatzen erresonantzia zirkuituaren erresistentzia baldintza betetzen bada R = 2 (L / C) ^0.5 .

Erresonantzia tentsioa erabiltzea irratiaren transmisiorako

Estresaren erresonantzia fenomenoa fenomeno fisiko bitxi bat besterik ez da. Haririk gabeko komunikazioen teknologian aparteko funtzioa betetzen du: irrati, telebista, telefonia mugikorra. Haririk gabeko informazioaren transmisiorako erabiltzen diren transmisoreak zirkuituak dira gailu bakoitzerako definitutako maiztasunean erresonantzia egiteko diseinatutako zirkuituak. Transmisorearekin konektatutako igorritako antena baten bidez, olatu elektromagnetikoak emititzailearen maiztasunean igortzen ditu.

Baterako transmisioko bidearen beste muturrean dagoen antena honek seinalea jasotzen du eta jasotzen duen begizta batera iristen da, maiztasunaren maiztasuna berreskuratzeko diseinatua. Jakina, antena maiztasun desberdinetan seinale asko jasotzen ditu, atzeko planoaren zarata esateko. Zirkuitu erresonantearen garraiolariaren maiztasunarekin sintonizatutako gailu hartzailearen sarreran dagoen presentzia dela eta, hartzailea maiztasun zuzena bakarra hautatzen du, alferrikako guztiak iragaziz.

Anplitudea modulatutako (AM) irrati-seinalea detektatu ondoren, ateratako behe-maiztasuneko seinalea (LF) anplifikatua eta soinu erreproduzitzeko gailua elikatzen da. Irrati-transmisioaren forma errazena oso zarata eta interferentziak sentikorra da.

Jasotako informazioaren kalitatea hobetzeko, irrati-seinaleen beste transmisio metodo aurreratuagoak garatu eta arrakastaz erabili dira, sintonizatutako erresonantzia sistemen erabileran oinarrituta.

Frekuentzia modulazioa edo FM irratiak irratiaren transmisioaren arazo asko konpontzen ditu anplitudoki modulatutako transmisio-seinale batekin, ordea, transmisio-sistemaren konplexutasun handienaren kostua lortzen da. FM irratian, sistemaren soinuak bide elektronikoan garraiolari maiztasunean aldaketa txikiak bihurtzen dira. Bihurtze hori gauzatzen duen ekipamenduaren zati bat "modulatzailea" deitzen da eta transmisorea erabiltzen da.

Horrela, demodulagailua hargailuari gehitu behar zaio seinaleari bozgorailuan erreproduzitu daitekeen forma batera itzultzeko.

Tentsioaren erresonantzia erabiltzeko beste adibide batzuk

Erresonantzia erresonantzia funtsezko printzipioa ere elektrizitate elektrikan oso erabilitako hainbat iragazkien zirkuituan txertatzen da, seinale kaltegarriak eta alferrikakoak ezabatuz, pulsazio leunak eta seinale sinusoidalak sortuz.