Oscillating सर्किट - यो ... छ सञ्चालनको सिद्धान्त

Oscillating सर्किट - उत्पन्न विद्युत oscillations को (सिर्जना) को लागि एक उपकरण। वर्तमान दिन आफ्नो शुरूआत देखि यो बाट दैनिक जीवन ठूलो कारखानों धेरै फरक उत्पादनहरु उत्पादन गर्न लिएर धेरै वैज्ञानिक र प्राविधिक क्षेत्रमा प्रयोग गरिन्छ।

यो के समावेश को गर्छ?

को oscillation सर्किट एक तार र एक संधारित्र समावेश छ। साथै, त्यहाँ पनि वर्तमान रोकनेवाला (चल प्रतिरोध तत्व) हुन सक्छ। एक प्रारंभ (वा Solenoid, यो कहिले काँही भनिन्छ) को windings धेरै पत्रहरू, साधारण तामाको तार छ जो घाउ छन् जो एक छडी छ। यो तत्व oscillatory सर्किट मा oscillations सिर्जना छ। बीचमा स्थित एक पल्ट, अक्सर दमा, वा कोर भनिन्छ, र तार एक Solenoid कहिलेकाहीं भनिन्छ।

oscillating सर्किट तार oscillations मात्र भने संग्रहित शुल्क सिर्जना गर्छ। यसलाई माध्यम मार्फत वर्तमान पारित गर्दा, यो भोल्टेज खस्छ गर्दा त सर्किट दिनुहुन्छ जो एक शुल्क accumulates।

तार तार साधारण सधैं स्थिर रहन्छ जो एक धेरै कम प्रतिरोध, छ। को oscillation सर्किट सर्किट अक्सर भोल्टेज र एम्पीयरेज मा परिवर्तन हुन्छ। यो परिवर्तन केही गणितीय व्यवस्था विषय हो:

• यू = यू ₀ * कस (W * (TT _0), जहाँ
  यू - समय टी मा भोल्टेज,
  यू ₀ - समय टी ₀ मा _{भोल्टेज,}
  W - आवृत्ति विद्युत चुम्बकीय oscillations।

क्षेत्रीय अर्को आवश्यक घटक एक बिजुली संधारित्र छ। यो तत्व एक ढांकता द्वारा विभाजित छन् जो दुई प्लेट हुन्छन्। को इलेक्ट्रोड बीच पत्र को मोटाइ आफ्नो आकार भन्दा कम छ। यो डिजाइन मा-विसंवाहक बिजुली शुल्क, तपाईं त सर्किट पठाउन सक्छन् जो जम्मा गर्न अनुमति दिन्छ।

विपरीत संधारित्र ब्याट्री त्यहाँ बिजुली वर्तमान द्वारा पदार्थ को कुनै रूपान्तरण छ कि छ, र त्यहाँ एक बिजुली क्षेत्रमा शुल्क एक प्रत्यक्ष संग्रह छ। तसर्थ, संधारित्र मार्फत जो सबै एकैचोटि सकिन्छ आरोप, जम्मा गर्न पर्याप्त ठूलो हुन सक्छ। यस मामला मा, क्षेत्रीय मा हालको निकै वृद्धि भएको छ।

एक रोकनेवाला: साथै, oscillation सर्किट अप थप एक तत्व बनेको छ। यो तत्व एक प्रतिरोध छ र सर्किट मा वर्तमान र भोल्टेज नियन्त्रणका लागि। को रोकनेवाला को प्रतिरोध वृद्धि गर्न स्थिर भोल्टेज मा भने, वर्तमान ओम व्यवस्था गरेर कम हुनेछ:

• म = यू / आर, जहाँ
  म - वर्तमान,
  यू - भोल्टेज,
  आर - प्रतिरोध।

प्रारंभ

गरेको प्रारंभ सबै विवरण नियालेर लिन र राम्रो resonant सर्किट यसको समारोह बुझ्न गरौं। हामी भने, यो तत्व को प्रतिरोध शून्य tends। यसरी, जब एक डीसी सर्किट जडान उत्पन्न हुनेछ छोटो-circuiting। तर, तार एसी सर्किट जडान भने, यो सही काम गर्दछ। यो तत्व वर्तमान एकान्तरण एक प्रतिरोध छ कि निष्कर्षमा गर्न जान्छ।

तर किन यो भइरहेको छ र प्रतिरोध गर्दा एकान्तरण वर्तमान कसरी हुन्छ? यो प्रश्न हामी आत्म-अनुगम को घटना बारी गर्न आवश्यक जवाफ। यसलाई मा तार वर्तमान को खण्ड त्यहाँ छ एक electromotive शक्ति (EMF), हालको परिवर्तन गर्न अवरोध सिर्जना जो। को तार वर्तमान र समय आदर संग व्युत्पन्न: यो शक्ति को परिमाण दुई कारक मा निर्भर गर्दछ। गणितीय, यो निर्भरता समीकरण द्वारा व्यक्त गरिएको छ:

• ई = -L * म '(टी), जहाँ
  ई - EMF,
  एल - को तार को अनुगम मूल्य (प्रत्येक तार लागि फरक छ र coils को windings संख्या र तिनीहरूको मोटाइ मा निर्भर गर्दछ)
  हालको (वर्तमान दर परिवर्तन) को समय व्युत्पन्न - म (टी) '।

उत्पन्न गर्न उजागर गर्दा समय डीसी पावर यसको प्रतिरोध त परिवर्तन छैन।

तर एसी मा यसको सबै मापदण्डहरु निरन्तर, एक सिनुसोइडल वा कसाइन व्यवस्थामा परिवर्तन गर्दै यी परिवर्तनहरू रोक्छ जो electromotive शक्ति, कारण। यस्तो प्रतिरोध प्रेरणा भनिन्छ र सूत्र द्वारा गणना गरिएको छ:

• एक्स _एल = W * _एल, जहाँ
  W - आवृत्ति oscillation सर्किट,
  एल - को तार को अनुगम।

को Solenoid मा हालको तीव्रता linearly बढ्छ र घट्ने विभिन्न नियमहरू अनुसार। यो तपाईं तार मा वर्तमान प्रवाह रोक्न भने, यो सर्किट मा शुल्क दिन केही समय जारी हुनेछ भन्ने हो। र यदि यो वर्तमान प्रवाह एकाएक अवरोध, आरोप बाहिर प्राप्त गर्न र तार वितरण गर्न प्रयास गर्नेछ भन्ने तथ्यलाई देखि गोली हुनेछ त्यहाँ। औद्योगिक उत्पादन मा एक गम्भीर समस्या - यो छ। सकेट देखि प्लग हटाउने जब यो प्रभाव (सम्पूर्ण oscillation सर्किट सम्बन्धित छैन हुनत), उदाहरणका लागि अवलोकन गर्न सकिन्छ। यस मामला मा एक मात्रा यस्तो एउटा व्यक्ति हानि गर्न सक्दैन भन्ने स्पार्क skips। यो चुम्बकीय क्षेत्र तुरुन्तै गायब छैन भन्ने तथ्यलाई कारण छ, तर बिस्तारै अन्य कंडक्टर मा धाराहरु inducing, dissipated। एक औद्योगिक मात्रा मा हालको बल उत्पादन श्रृंखला मा अवरोध झिल्काहरू पनि बोट र मानिस दुवैलाई हानि को धेरै कारण हुनेछ कि यस्तो शक्ति पैदा गर्न सक्छ त, धेरै पटक हाम्रो सामान्य 220 वोल्ट भन्दा ठूलो छ।

तार - को oscillation सर्किट छ जो देखि कि जग हो। प्रारंभ समावेश solenoids क्रमिक थपियो। अर्को, हामी तत्व को संरचना को सबै विवरण नियालेर लिन।

को अनुगम के छ?

अनुगम तार oscillating सर्किट - जो एक सर्किट मा हुन्छ electromotive जबरजस्ती गर्न संख्या बराबर छ (वोल्ट मा) एक व्यक्ति प्यारामिटर, हुँदा 1 सेकेन्ड को लागि 1 एक को वर्तमान विभिन्नता। को Solenoid एक डीसी सर्किट जडान भने छ, यसको अनुगम एक चुम्बकीय क्षेत्र, सूत्र यस वर्तमान द्वारा सिर्जना गरिएको छ जो ऊर्जा वर्णन:

• डब्ल्यू = (एल * म ²⁾ / 2, जहाँ
  डब्ल्यू - चुम्बकीय क्षेत्र ऊर्जा।

अनुगम गुणक धेरै कारक निर्भर: को Solenoid, कोर को र तार को coils को संख्या को चुम्बकीय विशेषताहरु को ज्यामिति। यो सूचक अर्को सुविधा यो निर्भर भएको चर, नकारात्मक हुन सक्छ किनभने यो सधैं सकारात्मक छ भन्ने छ।

को अनुगम पनि चुम्बकीय क्षेत्रमा हालको स्टोर ऊर्जा संग एक सञ्चालकको विशेषता रूपमा परिभाषित गर्न सकिन्छ। यो हेनरी मा मापन गरिएको छ (अमेरिकी वैज्ञानिक Dzhozefa Genri पछि नाम)।

यसबाहेक Solenoid oscillation सर्किट hereinafter छलफल गरिनेछ जो एक संधारित्र, को हुन्छन्।

बिजुली संधारित्र

समाई को थरथरानवाला सर्किट निर्धारण गरिन्छ समाई विद्युत संधारित्र। यसको उपस्थिति माथि लेखिएको छ। अब हामीलाई यो मा उत्पन्न प्रक्रियाहरू को भौतिक जाँचौं।

संधारित्र प्लेट एक सञ्चालकको छन् भएकोले, त यो बिजुली वर्तमान प्रवाह गर्न सक्नुहुन्छ। तर, दुई प्लेट बीच अवरोध छ। विसंवाहक (तिनीहरूले कारणले चार्ज अन्य गर्न तार को एक अन्त बाट सार्न सक्नुहुन्न भन्ने तथ्यलाई गर्न हावा, काठ वा उच्च प्रतिरोध अन्य सामाग्री हुन सक्छ, संधारित्र प्लेट एक थुप्रो यो छ यसरी चुम्बकीय र बिजुली बढ्छ। यसलाई वरिपरि क्षेत्रहरू। तसर्थ, शुल्क को समापन मा प्लेट मा संचित सबै बिजुली आय, क्षेत्रीय गर्न सञ्चारित हुन थाल्छ।

प्रत्येक संधारित्र एक छ मूल्याङ्कन भोल्टेज, यसको कार्यका लागि इष्टतम। तपाईं लामो नाममात्र भन्दा उच्च एक भोल्टेज मा तत्व शोषण भने, जीवनकालमा निकै कम छ। को oscillatory सर्किट को संधारित्र निरन्तर चयन गर्दा धेरै होसियार हुनुपर्छ धाराहरु प्रभावित र यसैले छ।

छलफल थिए पारंपरिक capacitors, साथै त्यहाँ पनि बिजुली डबल तह capacitors छन्। यो एक थप जटिल तत्व हो: यो एक ब्याट्री र एक संधारित्र बीच एक क्रस रूपमा वर्णन गर्न सकिँदैन। सामान्यतया, बिजुली डबल तह capacitors मा ढांकता जो बीच एक इलेक्ट्रोलाइट छ, जैविक पदार्थ हो। सँगै तिनीहरूले जो एक पारंपरिक संधारित्र भन्दा पटक थप ऊर्जा यस डिजाइनमा जम्मा गर्न अनुमति दिन्छ एक बिजुली डबल तह, सिर्जना गर्नुहोस्।

एक संधारित्र को क्षमता के हो?

संधारित्र को समाई यसलाई स्थित छ जो एक भोल्टेज गर्न संधारित्र शुल्क को अनुपात छ। यो मूल्य गणना एक गणितीय सूत्र मदत धेरै सरल हुन सक्छ:

• सी = (ई ₀ * एस) / घ, जहाँ
  ई ₀ - ढांकता स्थिर को ढांकता सामाग्री (टेबुलर मूल्य)
  एस - संधारित्र प्लेट को क्षेत्र,
  घ - को प्लेट बीच दूरी।

को इलेक्ट्रोड बीच दूरी मा संधारित्र को समाई को निर्भरता electrostatic प्रेरणा को घटना द्वारा बताए छ प्लेट बीच दूरी भन्दा कम छ, थप तिनीहरूले प्रत्येक अन्य (coulomb) महान् आरोप इलेक्ट्रोड र कम तनाव असर। र जब क्षमता बढ्छ को भोल्टेज मूल्य, किनकी यो पनि निम्न सूत्र वर्णन गर्न सकिन्छ:

• सी = Q / यू, जहाँ
  Q - coulombs मा शुल्क।

यो मात्रा मापन को एकाइहरु कुरा हो। समाई farads मा मापन गरिएको छ। 1 farad - पर्याप्त ठूलो मूल्य, विद्यमान capacitors (supercapacitors छैन) एक समाई picofarads मा मापन गरेको छ (एक trillionth farad)।

रोकनेवाला

को resonant सर्किट मा वर्तमान पनि सर्किट को प्रतिरोध मा निर्भर गर्दछ। एक रोकनेवाला - र जो एक oscillating सर्किट (तार, संधारित्र) बनाउन दुई वर्णन तत्व बाहेक, त्यहाँ तेस्रो छ। उहाँले तानेर बनाउनको लागि जिम्मेवार छ। Resistor जो केही मोडेल अंतर रहन्थ्यो गर्न सकिन्छ यो एक उच्च प्रतिरोध छ कि अन्य तत्व, भिन्न हुन्छ। को resonant सर्किट यो चुम्बकीय क्षेत्र को शक्ति नियन्त्रण कार्य कार्य गर्दछ। यो जसबाट क्षेत्रीय को प्रतिरोध वृद्धि, श्रृंखला वा समानान्तर धेरै प्रतिरोधों जडान गर्न सम्भव छ।

यो तत्व को प्रतिरोध पनि हेरविचार वर्तमान को खण्ड समयमा गरम गरिएको छ, क्षेत्रीय यसको काम लग्नु गर्नुपर्छ त, तापमान मा निर्भर गर्दछ।

प्रतिरोध ohms मा मापन गरिएको छ, र यसको मूल्य सूत्र प्रयोग गरेर गणना गर्न सकिन्छ:

• आर = (पृ * एल) / एस, जहाँ
  पी - सामाग्री resistivity रोकनेवाला (मा मापन (ओम * मिमी ²⁾ / m);
  एल - को प्रतिरोधों (मीटर मा) को लम्बाइ;
  एस - शाखागत क्षेत्र (वर्ग मिलिमिटरमा मा)।

एक पाश मापदण्डहरू कसरी बाँध गर्न?

अब हामी oscillatory सर्किट को सञ्चालनको भौतिक नजिक आएका छन्। समय संधारित्र प्लेट मा शुल्क दोस्रो-अर्डर अंतर समीकरण अनुसार परिवर्तन।

तपाईं यो समीकरण समाधान भने, यो कि सर्किट मा उत्पन्न प्रक्रियाहरू वर्णन केही रोचक सूत्रहरू implies। उदाहरणका लागि, एक चक्रीय आवृत्ति समाई र अनुगम को मामला मा व्यक्त गर्न सकिन्छ।

तथापि, कि धेरै unknowns गणना गर्न अनुमति दिन्छ सबैभन्दा सरल सूत्र - थमसन समीकरण (ब्रिटिश भौतिक विलियम थमसन पछि नाम, जो 1853 मा उनको ल्याए):

• टी = 2 * च * (एल * सी) ^1/2।
  टी - को विद्युत oscillations बीच,
  एल र सी - तदनुसार, को oscillating सर्किट तार र समाई सर्किट तत्व को अनुगम,
  N - संख्या अनुकरणीय।

गुणस्तर कारक

गुणस्तर कारक - त्यहाँ काम को आकृति characterizing अर्को महत्त्वपूर्ण मात्रा छ। यो के हो बुझ्न क्रम मा, तपाईं एक अनुनाद रूपमा यो प्रक्रिया उल्लेख गर्नुपर्छ। को आयाम एक स्विंग समर्थन छ जो एक स्थिर मूल्य, मा अधिकतम शक्ति हुन्छ जो यो घटना। अनुनाद एक सरल उदाहरण बताउन सक्नुहुन्छ: तपाईं आफ्नो आवृत्ति को बिट गर्न स्विंग धक्का सुरु भने तिनीहरू त्वरित गरिनेछ, र आफ्नो "आयाम" मा वृद्धि हुनेछ। तर तपाईं बिट धक्का छैन भने, तिनीहरूले सुस्त हुनेछ। अनुनाद मा, अक्सर ऊर्जा धेरै dissipates। अर्डर हानि को मूल्य गणना गर्न सक्षम हुन, हामी यस्तो गुणस्तर तत्वको रूपमा एउटा मापदण्ड आविष्कार। यो एक गुणक प्रणाली मा स्थित ऊर्जा को अनुपात, बराबर, क्षेत्रीय एक चक्र समयमा निरन्तर घाटा छ।

क्षेत्रीय गुणस्तर कारक सूत्र अनुसार गणना गरिएको छ:

• Q = (W ₀ * डब्ल्यू) / पी, जहाँ
  W ₀ - oscillations को अनुनाद कोणीय आवृत्ति;
  डब्ल्यू - यो कम्पन सिस्टम भण्डारण गरिएका ऊर्जा;
  पी - शक्ति अपव्यय।

यो प्यारामिटर - वास्तवमा देखि dimensionless ऊर्जा अनुपात देखाउँछ: खर्च लागि संग्रहित।

आदर्श oscillating सर्किट के हो

भौतिक को सिस्टम मा प्रक्रियाहरु को एक राम्रो समझ लागि तथाकथित आदर्श oscillating सर्किट संग आए। यो शून्य प्रतिरोध संग एक प्रणाली रूपमा क्षेत्रीय प्रतिनिधित्व एक गणितीय मोडेल छ। यसलाई मा undamped हर्मोनिक oscillations छन्। यो मोडेल एक अनुमानित सूत्र गणना सर्किट मापदण्डहरू प्राप्त गर्न अनुमति दिन्छ। एक यी मापदण्डहरू को - कुल ऊर्जा:

• डब्ल्यू = (एल * म ²⁾ / 2।

यस्तो सरलता बनाउन निकै गणना बढाउने र पूर्व निर्धारित विशेषताहरु संग सर्किट विशेषताहरु मूल्याङ्कन गर्न अनुमति दिन्छ।

यसले कसरी काम गर्छ?

सबै oscillating सर्किट सञ्चालन चक्र दुई भागमा विभाजन गर्न सकिन्छ। अब हामी हरेक भाग मा भइरहेको बिल्कुल प्रक्रियाहरू देख्नेछन्।

• पहिलो चरण प्लेट संधारित्र, सकारात्मक चार्ज, क्षेत्रीय मा हालको प्रतिपादन निर्वहन गर्न थाल्छ। यो बिन्दुमा, हालको सकारात्मक देखि नकारात्मक शुल्क लागि, तार मार्फत पारित गर्दा जान्छ। फलस्वरूप, विद्युत चुम्बकीय कंपन क्षेत्रीय मा आउँदैन। को तार मार्फत वर्तमान बित्दै जाँदा, यो दोस्रो प्लेट गर्न उत्प्रेरित गर्छ र सकारात्मक यो शुल्क (हिंडे जो वर्तमान छ, नकारात्मक चार्ज पहिलो इलेक्ट्रोड, जबकि)।
• दोस्रो चरण सीधा विपरीत प्रक्रिया ठाँउ लिन्छ। हालको को तार मार्फत फेरि पारित, (सुरुमा नकारात्मक थियो जो) सकारात्मक प्लेट नकारात्मक देखि बित्दै। र सबै शुल्क ठाँउ मा गिरावट।

चक्र रूपमा लामो संधारित्र चार्ज छ रूपमा दोहोर्याइएको छ। एक आदर्श resonant सर्किट यो प्रक्रिया अनन्त छ, र असली शक्ति हानि कारण विभिन्न कारक अपरिहार्य छ: कारण सर्किट (Joule गर्मी) मा प्रतिरोध को अस्तित्व गर्न हुन्छ कि ताप र जस्तै।

Embodiments सर्किट डिजाइन

सरल सर्किट "को तार-संधारित्र" र "तार-रोकनेवाला-संधारित्र" साथै, त्यहाँ एक आधार oscillation सर्किट प्रयोग गरेर अन्य विकल्प छन्। यो, उदाहरणका लागि, त्यहाँ एउटा तत्व सर्किट छ कि विशेषता छ जो एक समानान्तर सर्किट (किनभने यो एक्लै अवस्थित छ, यो एक श्रृंखला सर्किट हुनेछ र जो को लेखमा छलफल भएको थियो)।

विभिन्न विद्युत घटक सहित निर्माण को अन्य प्रकार पनि छन्। उदाहरणका लागि, यसलाई खोल्न र क्षेत्रीय को oscillation आवृत्ति बराबर एक आवृत्ति संग सर्किट बन्द गर्नेछ जो नेटवर्क ट्रांजस्टर जडान गर्न सम्भव छ। यसरी, प्रणाली undamped oscillations स्थापना हुनेछ।

को oscillation सर्किट कहाँ प्रयोग गरिन्छ?

सबैभन्दा क्षेत्रीय को घटक को प्रयोग हामीलाई परिचित - यो electromagnets। तिनीहरूले बारी मा, इण्टरकम प्रणाली, मोटर्स, सेन्सर, र अन्य धेरै कम पारंपरिक क्षेत्रमा प्रयोग गरिन्छ। अर्को आवेदन - थरथरानवाला। वास्तवमा, यो सर्किट प्रयोग हामीलाई धेरै परिचित छ: यस फारममा, यो एक दूरी भन्दा जानकारी प्रसारित गर्न मोबाइल र वायरलेस संचार मा छालहरू सिर्जना गर्न माइक्रोवेव मा प्रयोग गरिन्छ। यो सबै कारण विद्युत छालहरू को oscillations यो लामो दूरी भन्दा जानकारी प्रसारित गर्न सम्भव हुनेछ भन्ने यस्तो तरिकामा सङ्केतन गर्न सकिन्छ भन्ने तथ्यलाई छ।

आफै ट्रांसफर्मर लागि एक तत्व रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ प्रारंभ, windings विभिन्न नम्बर दुई coils आफ्नो शुल्क को विद्युत क्षेत्र पास गर्न सक्नुहुन्छ। तर फरक हुनेछ दुई अनुगम जोडिएको जुन दुई सर्किट, मा solenoids विशेषताहरु फरक र वर्तमान तथ्याङ्कले रूपमा। यसरी, एक भोल्टेज वर्तमान हालको मा वोल्ट 12 को एक भोल्टेज संग रूपान्तरण गर्न सक्छौं, भन्न वोल्ट 220।

निष्कर्षमा

हामी oscillating सर्किट सिद्धान्त र अलग प्रत्येक भाग विस्तृत। विद्युत छालहरू उत्पन्न गर्न डिजाइन उपकरण - हामी oscillating सर्किट भनेर सिके। तर, यो यी को जटिल मेकानिक्स, जस्तो देखिने सरल तत्व मात्र मूल कुराहरू छ। विशेष साहित्य बाट हुन सक्छ क्षेत्रीय को intricacies र यसको घटक बारेमा थप जान्न।