жаңалықтар

Тізбекке индукторлар мен конденсаторларды салғанда не болады? Салқын нәрсе - бұл шын мәнінде маңызды.
Сіз индукторлардың көптеген түрлерін жасай аласыз, бірақ ең көп таралған түрі - цилиндрлік катушкалар - соленоид.
Ток бірінші контурдан өткенде, ол басқа контурлар арқылы өтетін магнит өрісін тудырады. Амплитудасы өзгермейінше, магнит өрісі шын мәнінде ешқандай әсер етпейді. Өзгеретін магнит өрісі басқа тізбектерде электр өрістерін тудырады. Бағыт бұл электр өрісі батарея сияқты электр потенциалының өзгеруін тудырады.
Соңында бізде токтың өзгеру жылдамдығына пропорционал потенциалдар айырмасы бар құрылғы бар (өйткені ток магнит өрісін тудырады). Оны былай жазуға болады:
Бұл теңдеуде екі нәрсені атап өту керек. Біріншіден, L - индуктивтілік. Ол тек соленоидтың геометриясына (немесе сізде қандай пішін болса да) байланысты және оның мәні Генри түрінде өлшенеді. Екіншіден, минус бар. белгісі.Бұл индуктордағы потенциалдың өзгеруі токтың өзгеруіне қарама-қарсы екенін білдіреді.
Тізбекте индуктивтілік қалай әрекет етеді? Егер сізде тұрақты ток болса, онда ешқандай өзгеріс болмайды (тұрақты ток), сондықтан индуктивті өткізгіште потенциалдар айырмасы болмайды-ол тіпті жоқ сияқты әрекет етеді. жоғары жиілікті ток (айнымалы ток тізбегі), индукторда үлкен потенциалдар айырмасы болады.
Сол сияқты, конденсаторлардың көптеген әртүрлі конфигурациялары бар. Ең қарапайым пішінде әрқайсысының заряды бар екі параллель өткізгіш пластиналар қолданылады (бірақ таза заряд нөлге тең).
Бұл пластиналардағы заряд конденсатордың ішінде электр өрісін жасайды. Электр өрісінің әсерінен пластиналар арасындағы электр потенциалы да өзгеруі керек. Бұл потенциалдар айырмасының мәні заряд мөлшеріне байланысты. Конденсатордағы потенциалдар айырымы болуы мүмкін. былай жазылған:
Мұнда C - фарадтағы сыйымдылық мәні - ол тек құрылғының физикалық конфигурациясына байланысты.
Егер ток конденсаторға түссе, борттағы зарядтың мәні өзгереді. Тұрақты (немесе төмен жиіліктегі) ток болса, ток потенциалды арттыру үшін пластинкаларға заряд қосуды жалғастырады, сондықтан уақыт өте келе потенциал ақырында ашық тізбек сияқты, ал конденсатор кернеуі аккумулятордың кернеуіне (немесе қуат көзіне) тең болады. Егер сізде жоғары жиілікті ток болса, заряд қосылады және конденсатордағы пластиналардан алынады және зарядсыз болады. жинақталған кезде конденсатор тіпті жоқ сияқты әрекет етеді.
Зарядталған конденсатордан бастайық және оны индукторға қосамыз делік (тізбекте ешқандай қарсылық жоқ, өйткені мен тамаша физикалық сымдарды қолданамын).Екеуі қосылған сәтте ойланыңыз. Коммутатор бар деп есептей отырып, мен сурет сала аламын. келесі диаграмма.
Бұл болып жатқан жағдай.Біріншіден, ток жоқ (себебі коммутатор ашық).Ажыратқыш жабылғаннан кейін ток болады, қарсылықсыз бұл ток шексіздікке секіреді.Бірақ токтың бұл үлкен өсуі индукторда пайда болатын потенциал өзгереді. Бір сәтте индуктордағы потенциалдық өзгеріс конденсатордағы өзгерістен үлкен болады (себебі ток өткенде конденсатор зарядын жоғалтады), содан кейін ток кері өзгереді және конденсаторды қайта зарядтайды. .Бұл процесс қайталана береді-себебі қарсылық жоқ.
Оны LC тізбегі деп атайды, себебі оның индукторы (L) және конденсаторы (C) бар - менің ойымша, бұл анық. Бүкіл тізбектің айналасындағы әлеуетті өзгеріс нөлге тең болуы керек (бұл цикл болғандықтан), мен жаза аламын:
Q және I екеуі де уақыт өте өзгереді. Q мен I арасында байланыс бар, себебі ток конденсатордан шығатын зарядтың уақыт бойынша өзгеру жылдамдығы болып табылады.
Енді менде заряд айнымалысының екінші ретті дифференциалдық теңдеуі бар. Бұл шешу қиын теңдеу емес, мен шешімін болжай аламын.
Бұл серіппедегі массаның шешімімен бірдей дерлік (бұл жағдайда заряд емес, позиция өзгереді). Бірақ күте тұрыңыз! Шешімді болжау қажет емес, сандық есептеулерді де қолдануға болады. Бұл мәселені шешу. Келесі мәндерден бастайық:
Бұл мәселені сандық түрде шешу үшін мәселені шағын уақыт қадамдарына бөлемін. Әр уақыт қадамында мен:
Менің ойымша, бұл өте тамаша. Одан да жақсырақ, контурдың тербеліс периодын өлшеуге болады (тінтуірді меңзерді апарып, уақыт мәнін табу үшін пайдаланыңыз), содан кейін оны күтілетін бұрыштық жиілікпен салыстыру үшін келесі әдісті қолдануға болады:
Әрине, сіз бағдарламадағы кейбір мазмұнды өзгерте аласыз және не болып жатқанын көре аласыз - жалғастырыңыз, сіз ештеңені біржола жоймайсыз.
Жоғарыда келтірілген модель шындыққа жанаспайды. Нақты тізбектер (әсіресе индукторлардағы ұзын сымдар) қарсылыққа ие. Егер мен бұл резисторды өз үлгісіме қосқым келсе, схема келесідей болады:
Бұл кернеу контурының теңдеуін өзгертеді. Енді резистордағы потенциалдың төмендеуі үшін де термин болады.
Келесі дифференциалдық теңдеуді алу үшін заряд пен ток арасындағы байланысты қайтадан пайдалана аламын:
Резисторды қосқаннан кейін бұл қиынырақ теңдеу болады және біз жай ғана шешімді «болжау» алмаймыз. Дегенмен, бұл мәселені шешу үшін жоғарыдағы сандық есептеуді өзгерту тым қиын болмауы керек. Шын мәнінде, жалғыз өзгеріс. зарядтың екінші туындысын есептейтін сызық. Мен қарсылықты түсіндіру үшін термин қостым (бірақ бірінші ретті емес). 3 Ом резисторды пайдаланып, мен келесі нәтижені аламын (оны іске қосу үшін ойнату түймесін қайта басыңыз).
Иә, сіз C және L мәндерін де өзгерте аласыз, бірақ сақ болыңыз.Егер олар тым төмен болса, жиілік өте жоғары болады және уақыт қадамының өлшемін кішірек мәнге өзгерту керек.
Модель жасағанда (талдау немесе сандық әдістер арқылы), сіз кейде оның заңды немесе толығымен жалған екенін білмейсіз. Модельді сынаудың бір жолы - оны нақты деректермен салыстыру. Осыны жасайық. Бұл менің орнату.
Бұл осылай жұмыс істейді. Біріншіден, мен конденсаторларды зарядтау үшін үш D типті аккумуляторды пайдаландым. Конденсатордағы кернеуге қарап, конденсатордың толық зарядталғанын айта аламын. Содан кейін батареяны ажыратып, қосқышты жабыңыз. конденсаторды индуктор арқылы разрядтаңыз. Резистор сымның бір бөлігі ғана - менде бөлек резистор жоқ.
Мен конденсаторлар мен индукторлардың бірнеше түрлі комбинациясын сынап көрдім, ақырында біраз жұмыс жасадым. Бұл жағдайда индуктор ретінде 5 мкФ конденсаторды және нашар көрінетін ескі трансформаторды қолдандым (жоғарыда көрсетілмеген). Мен мәніне сенімді емеспін. индуктивтілік, сондықтан мен жай ғана бұрыштық жиілікті бағалап, 13,6 Генри индуктивтілігін шешу үшін белгілі сыйымдылық мәнін пайдаланамын. Қарсылық үшін мен бұл мәнді омметрмен өлшеуге тырыстым, бірақ менің моделімде 715 Ом мәнін пайдалану жұмыс істегендей болды. ең жақсы.
Бұл менің сандық үлгімнің графигі және нақты тізбектегі өлшенген кернеу (мен кернеуді уақыт функциясы ретінде алу үшін Vernier дифференциалдық кернеу зондын қолдандым).
Бұл мінсіз сәйкестік емес, бірақ ол маған жақын. Әлбетте, мен жақсырақ болу үшін параметрлерді аздап реттей аламын, бірақ менің ойымша, бұл менің моделім ақылсыз емес екенін көрсетеді.
Бұл LRC тізбегінің басты ерекшелігі - оның L және C мәндеріне тәуелді кейбір табиғи жиіліктері бар. Мен басқа нәрсе жасадым делік. Осы LRC тізбегіне тербелмелі кернеу көзін қоссам не болады? Бұл жағдайда тізбектегі максималды ток тербелмелі кернеу көзінің жиілігіне байланысты. Кернеу көзі мен LC тізбегінің жиілігі бірдей болғанда, сіз максималды ток аласыз.
Алюминий фольгасы бар түтік конденсатор, ал сымы бар түтік индуктор болып табылады. Бұлар (диод пен құлаққап) бірге кристалды радионы құрайды. Иә, мен оны бірнеше қарапайым жабдықтармен біріктірдім (мен осы YouTube сайтындағы нұсқауларды орындадым. Бейне).Негізгі идея - конденсаторлар мен индукторлардың мәндерін белгілі бір радиостанцияға «баптау» үшін реттеу. Мен оны дұрыс жұмыс істей алмаймын - айналада жақсы AM радиостанциялары жоқ деп ойлаймын. (немесе менің индукторым сынған). Дегенмен, мен бұл ескі кристалды радио жинағының жақсы жұмыс істейтінін көрдім.
Мен әрең еститін станция таптым, сондықтан менің қолымнан жасалған радиостанция қабылдауға жеткіліксіз болуы мүмкін деп ойлаймын. Бірақ бұл RLC резонанстық тізбегі қалай жұмыс істейді және одан аудио сигналды қалай алуға болады? Алдағы постта сақтаймын.
© 2021 Condé Nast.барлық құқықтар қорғалған.Осы веб-сайтты пайдалану арқылы сіз біздің пайдаланушы келісімімізді және құпиялылық саясатымызды және cookie мәлімдемесін, сондай-ақ Калифорниядағы құпиялылық құқықтарыңызды қабылдайсыз. Біздің бөлшек саудагерлермен серіктестік серіктестігіміздің бөлігі ретінде Wired бір бөлігін алуы мүмкін. біздің веб-сайт арқылы сатып алынған өнімдерден сату. Condé Nast компаниясының алдын ала жазбаша рұқсатынсыз осы веб-сайттағы материалдарды көшіруге, таратуға, тасымалдауға, кэштеуге немесе басқаша пайдалануға болмайды. Жарнама таңдау