Qark lekundese - kjo është ... Parimi i funksionimit

Lekundese qark - një pajisje për gjenerimin (krijimi) i oshilacione elektromagnetike. Nga fillimi i tij e deri më sot ajo është përdorur në shumë fusha shkencore dhe teknologjike duke filluar nga jeta e përditshme për të fabrikave të mëdha që prodhojnë produkte shumë të ndryshme.

E çfarë do të përbëhet?

Qark luhatje përfshin një spirale dhe një kondensator. Përveç kësaj, nuk mund të jetë i pranishëm rezistencë (element ndryshueshme rezistenca). Një induktor (apo solenoid, siç është quajtur nganjëherë) është një shkop në të cilën mbeshtjelljen janë plagë disa shtresa, të cilat në përgjithësi është një tel bakri. Është ky element krijon luhatje në qark oscillatory. Një bar, e vendosur në mes, shpesh i quajtur asfiksim, apo core, dhe spirale nganjëherë quhet një solenoid.

lekundese spirale qark krijon luhatje vetëm nëse depozituara pagesë. Kur kalon një rrymë nëpërmjet saj, ai akumulon një akuzë e cila më pas i jep qark kur tensioni bie.

telat spirale në përgjithësi kanë një rezistencë shumë të ulët, e cila gjithmonë mbetet konstante. Qark qark luhatje shpesh ndodh ndryshim në tension dhe amperage. Ky ndryshim i nënshtrohet ligjeve të caktuara matematikore:

• U = U ₀ * cos (w * (tt ₀₎ ku
  U - tension në kohën t,
  U ₀ - tension në kohën t _0,
  w - frekuencë luhatje elektromagnetike.

Një tjetër komponent thelbësor i qark është një kondensator elektrike. Ky element përbëhet nga dy pllaka të cilat janë të ndara nga një dielektrike. Trashësia e shtresës midis elektrodave është më pak se madhësia e tyre. Ky dizajn i lejon të grumbulluar në izolatorit pagesë elektrike, të cilat ju pastaj mund të dërgoni në qark.

bateri Ndryshe kondensator është se nuk ka shndërrimi i substancave nga rryma elektrike, dhe ka një akumulim i drejtpërdrejtë i ngarkuar në një fushë elektrike. Kështu, nëpërmjet kondensator mund të jetë mjaft e madhe për të grumbulluar të ngarkuar, të cilat mund të jepet të gjitha përnjëherë. Në këtë rast, aktuale në qark është rritur në masë të madhe.

Gjithashtu, qark luhatje është e përbërë nga një element më shumë: një rezistencë. Ky element ka një rezistencë dhe për kontrollin aktuale dhe tensionit në qark. Në qoftë se në një tension të vazhdueshëm për të rritur rezistencën e rezistencë, aktuale do të ulet nga ligji om:

• I = U / R, ku
  I - e tanishme,
  U - tension,
  R - rezistenca.

induktor

Le të marrin një vështrim më të afërt në të gjitha detajet e induktor dhe aq më mirë do të kuptojnë funksionin e saj në qark tingëllues. Siç kemi thënë, rezistenca e këtij elementi tenton të zero. Kështu, kur i lidhur me një qark DC do të ndodhë qark i shkurtër. Megjithatë, nëse spirale lidhur me qark AC, ajo punon si duhet. Kjo çon në përfundimin se elementi ka një rezistencë të alternating aktuale.

Por, pse po ndodh kjo dhe si rezistenca ndodh kur një rrymë rotacion? Për t'iu përgjigjur kësaj pyetjeje ne duhet të kthehet në dukurinë e vetë-induktancë. Me kalimin e rrymës spirale në të ka një forcë elektromotor (EMF), i cili krijon një pengesë për ndryshimin aktual. Madhësia e kësaj force varet nga dy faktorë: rrymën spirale dhe derivatin në lidhje me kohën. Matematikisht, kjo varësi është shprehur nga ekuacioni:

• E = -L * I '(t), ku
  E - EMF,
  L - vlerë induktancë e spirales (për secilin spirales është i ndryshëm dhe varet nga numri i mbeshtjelljen e mbështjellje dhe trashësi të tyre)
  I '(t) - kohor derivat i aktual (normës aktuale ndryshimit).

Fuqia DC me kalimin e kohës nuk është ndryshuar, kështu që rezistenca e saj, kur të ekspozuar ndaj lindin.

Por në AC gjitha parametrat e saj janë vazhdimisht në ndryshim në një ligj sinusoidale ose kosinus, duke shkaktuar forca elektromotor, e cila pengon këto ndryshime. rezistenca e tillë quhet induksion dhe llogaritet nga formula:

• X _L = w * _L, ku
  w - frekuencë luhatje qarkor,
  L - induktancë i spirales.

Intensiteti aktual në solenoid linear rrit dhe ul sipas ligjit te ndryshme. Kjo do të thotë se në qoftë se ju të ndaluar rrjedhjen e tanishme në spirale, ajo do të vazhdojë për disa kohë për të dhënë ngarkuar në qark. Dhe në qoftë se kjo befas ndërpresë rrjedhën e tanishme, nuk do të jetë qëlluar nga fakti se akuza do të përpiqet për të marrë jashtë dhe të shpërndahen spirale. Kjo është - një problem serioz në prodhimin industrial. Ky efekt (edhe pse jo e lidhur tërësisht me qark luhatje) mund të vërehet, për shembull, kur duke hequr spinën nga priza. Në këtë rast skips shkëndijë që në një shkallë të tillë nuk mund të dëmtojë një person. Kjo është për shkak të faktit se fusha magnetike nuk zhduket menjëherë, por gradualisht shpërndarë, inducing rrymat në përçuesve të tjera. Në një shkallë industriale forca e tanishme është shumë herë më të mëdha se zakonisht tona 220 volt, kështu që ndërprerje në zinxhirin e prodhimit mund të shkaktojë Sparks një forcë të tillë që do të shkaktojë shumë dëm të dy bimëve dhe njeriut.

Spirale - është baza e që nga të cilat qark luhatje eshte. Induktor solenoids përfshira sekuenciale shtuar. Tjetra, ne kemi marrë një vështrim nga afër të gjitha detajet e strukturës së këtij elementi.

Çfarë është induktanca?

spirale induktancë qark lekundese - është një parametër individ që është numerike të barabartë me force elektromotor (në volt), e cila ndodh në një qark kur variant aktuale e 1 A për 1 dytë. Nëse solenoid është e lidhur me një qark DC, induktancë saj përshkruan energjinë e një fushë magnetike, e cila është krijuar me këtë rrymë nga formula:

• W = (L * I ²⁾ / 2, ku
  W - energjia fushë magnetike.

koeficienti induktancë varet nga shumë faktorë: gjeometria e solenoid, karakteristikat magnetike të bërthamës dhe të numrit të mbështjellje prej teli. Një tjetër tipar i këtij treguesi është se ajo është gjithmonë pozitiv, sepse variablat në të cilat varet, nuk mund të jetë negative.

Induktanca gjithashtu mund të përkufizohet si një pronë e një dirigjent me një dyqan të energjisë aktuale në një fushë magnetike. Ajo është i matur në Henry (emëruar pas shkencëtarit amerikan Dzhozefa Genri).

Për më tepër qark solenoid luhatje përbëhet nga një kondensator, e cila do të diskutohet në tekstin e mëtejmë.

kondensator elektrike

Vëllim përcaktohet nga qarkor oshilator vëllim elektrike kondensator. Pamja e saj është shkruar më sipër. Tani le të shqyrtojmë fizikën e proceseve që ndodhin në të.

Që pllaka kondensator janë bërë nga një dirigjent, atëherë ajo mund të rrjedhë rrymë elektrike. Megjithatë, në mes të dy pllakave është pengesë. Izolant (ato mund të jenë të ajrit, dru apo materiale të tjera me rezistencë të lartë për shkak të faktit se akuza nuk mund të lëvizin nga një fund të telit në tjetrin, nuk është një akumulim që ajo të pllakave kondensator në këtë mënyrë rrit fuqinë magnetike dhe elektrike. fushat rreth tij. Kështu, në përfundimin e ngarkuar vazhdon të gjithë energjinë elektrike të akumuluar në pllaka, fillon të transmetohet në qark.

Çdo kondensator ka një tension nominal, optimale për funksionimin e tij. Nëse keni kohë për të shfrytëzuar elementin në një tension më të lartë se nominale, jetës është reduktuar në masë të madhe. Kondensator e qark oscillatory ndikohet vazhdimisht nga rrymat dhe për këtë arsye, kur të zgjedhur duhet të jenë shumë të kujdesshëm.

Përveç kapacitoreve konvencionale, të cilat u diskutuan, ka edhe elektrike kapacitoreve dyfishtë shtresë. Ky është një element më komplekse: ai mund të përshkruhet si një kryq në mes një bateri dhe një kondensator. Në mënyrë tipike, dielektrike në elektrike kondensator dyshe shtresa substanca organike, midis cila është një elektrolit. Së bashku ata krijojnë një shtresë elektrike të dyfishtë, e cila lejon për të grumbulluar në këtë dizajn në herë më shumë energji se sa një kondensator konvencionale.

Cili është kapaciteti i një kondensator?

Vëllim i kondensator është raporti i ngarkuar kondensator për një tension në të cilën ajo është e vendosur. Llogaritni këtë vlerë mund të jetë shumë e thjeshtë me ndihmën e një formule matematikore:

• C = (e ₀ * S) / d, ku
  e ₀ - konstante dielektrike e materialit dielektrike (vlera i sheshtë)
  S - zonë e pllaka kondensator,
  d - distanca midis pllakave.

Varësia e vëllim i kondensator në distanca midis elektrodave shpjegohet me dukurinë e induksionit elektrostatike është më pak se distanca në mes të pllakave, aq më shumë ata ndikojnë njëri-tjetrin (Kulombit), aq më i madh elektroda të ngarkuar dhe më pak stres. Dhe kur vlera e tensionit të rritet kapacitetit, pasi ajo gjithashtu mund të përshkruhet me formulën e mëposhtme:

• C = q / U, ku
  q - ngarkuar në Coulombs.

Është për të folur për njësitë e matjes së kësaj sasie. Vëllim është matur në farads. 1 farad - vlera mjaft i madh, kështu që kapacitoreve ekzistuese (nuk supercapacitors) kanë një vëllim të matur në picofarads (një farad triliontë).

rezistencë

Aktuale në qark tingëllues gjithashtu varet nga rezistenca e qark. Dhe përveç këtyre dy elementeve të përshkruara të cilat përbëjnë një qark lekundese (spirale, kondensator), ekziston një e treta - një rezistencë. Ai është përgjegjës për krijimin Drag. Rezistorët ndryshon nga elementet e tjera në se ajo ka një rezistencë të lartë, të cilat mund të jenë të ndryshme në disa modele. Qark tingëllues ajo kryen funksionin e kontrollit të energjisë së fushës magnetike. Është e mundur për të lidhur disa resistors në seri ose paralel, duke rritur rezistencën e qark.

Rezistenca e këtij elementi gjithashtu varet nga temperatura, kështu që kujdes duhet të merren për punën e tij në qark, pasi ajo është ndezur gjatë kalimit të rrymës.

Rezistenca është i matur në ohms, dhe vlera e tij mund të llogaritet duke përdorur formulën:

• R = (p * l) / S, ku
  p - material rezistencës rezistencë (e matur ne (ohm * mm ²⁾ / m);
  l - kohëzgjatja e rezistencave (në metra);
  S - zonë sektorial (në milimetra katrorë).

Si të lidhin një parametrat lak?

Tani ne kemi ardhur afër fizikën e funksionimit të qark oscillatory. Me kalimin e kohës ngarkuar mbi pllaka kondensator ndryshon në bazë të ekuacionit me diferencial të rendit të dytë.

Nëse ju të zgjidhur këtë ekuacion, kjo nënkupton disa formula interesante përshkruajnë proceset që ndodhin në qark. Për shembull, një frekuencë ciklike mund të shprehet në terma të vëllimit dhe induktancë.

Megjithatë, formula më e thjeshtë që ju lejon për të llogaritur të panjohura të shumta - Thomson ekuacionin (emëruar pas fizikani britanik William Thomson, i cili e çoi në 1853):

• T = 2 * f * (L * C) ^1/2.
  T - midis luhatjes elektromagnetike,
  L dhe C - rrjedhimisht, induktancë e spirales lekundese qark dhe një element qarkor vëllim,
  n - numri pi.

faktori i cilësisë

Nuk është një tjetër sasi e rëndësishme që karakterizon konturin e punës - faktor të cilësisë. Në mënyrë që të kuptojnë se çfarë është ajo, ju duhet të referohen në këtë proces si një rezonancë. Ky fenomen, në të cilën amplituda bëhet fuqinë maksimale në një vlerë konstante, e cila është një mbështetje ritëm. Rezonancë mund të shpjegojë me një shembull të thjeshtë: në qoftë se ju filloni për të shtyrë ritëm për të rrahur e frekuencën e tyre, ata do të përshpejtohet, dhe "amplitudë" i tyre do të rritet. Por në qoftë se ju nuk e shtyjnë mundi, ata do të ngadalësohet. Në rezonancë, shpesh zhduket shumë energji. Në mënyrë që të jetë në gjendje për të llogaritur vlerën e humbjes, ne shpikur një parametër të tilla si faktor të cilësisë. Kjo është një koeficient i barabartë me raportin e energjisë, të vendosura në sistem, për humbjet që ndodhin gjatë një cikli në qark.

faktor cilësi qark llogaritet sipas formulës:

• Q = (w ₀ * W) / P, ku
  w ₀ - rezonancë frekuencë këndore të luhatjes;
  W - energjia ruhet në sistem vibruese;
  P - shpërndarje të energjisë.

Ky parametër - dimensionless që në fakt tregon raportin e energjisë: ruajtur për të shpenzuar.

Çfarë është qark ideal lekundese

Për një kuptim më të mirë të proceseve në sistemin e fizikës doli me të ashtuquajturin qark ideale lekundese. Ky është një model matematikor përfaqëson qark si një sistem me zero rezistencë. Në të ka luhatje pashuar harmonik. Ky model lejon që të marrë një të përafërta parametrat e qarkut llogaritjes formula. Një prej këtyre parametrave - energjise totale:

• W = (L * I ²⁾ / 2.

thjeshtim i tillë në masë të madhe të përshpejtuar llogaritjet dhe do të lejojë për të vlerësuar karakteristikat e qark me karakteristika paraprakisht.

Si funksionon kjo gjë?

All lekundese cikli operativ qark mund të ndahet në dy pjesë. Tani ne do të shohim pikërisht proceset që ndodhin në çdo pjesë.

• parë kondensator pjatë faza, ngarkuar pozitivisht, fillon të kryejë, duke e bërë aktuale në qark. Në këtë pikë, i tanishëm shkon nga një pozitiv për një ngarkesë negative, ndërsa duke kaluar përmes spirales. Si pasojë, vibracionet elektromagnetike ndodhin në qark. Kalimi aktuale nëpër spirale, ajo lëviz në një pjatë të dytë dhe e ngarkon atë pozitivisht (ndërsa elektrodë parë, e cila është aktuale ecur, negativisht ngarkuar).
• Faza e dytë zhvillohet procesi direkt kundërt. Aktuale kalon nga pjatë pozitive (e cila në fillim ishte negativ) në negativ, duke kaluar përsëri nëpërmjet spirales. Dhe të gjitha akuzat bien në vend.

Cikli përsëritet për aq kohë sa kondensator është akuzuar. Në një qark tingëllues ideal ky proces është i pafund, dhe humbja e vërtetë të energjisë është e pashmangshme për shkak të faktorëve të ndryshëm: të ngrohjes që ndodh për shkak të ekzistencës së rezistencës në qark (ngrohjes Joule), dhe të tjera si këto.

Mishërimet dizajn qark

Përveç qarqeve të thjeshta "spirale-kondensator" dhe "spirale-rezistencë-kondensator", ka opsione të tjera, duke përdorur si një qark bazë luhatje. Kjo, për shembull, një qark paralel e cila është karakterizuar nga fakti se ka një qark element (sepse siç ekziston vetëm, ajo do të jetë një qark seri dhe e cila u diskutua në artikull).

Ka edhe lloje të tjera të ndërtimit, duke përfshirë komponentët e ndryshme elektrike. Për shembull, është e mundur që të lidheni me tranzitor rrjetit që do të hapur dhe të mbyllur qark me një frekuencë të barabartë me lëkundje frekuencën e qark. Kështu, sistemi do të instalojë luhatje pashuar.

Kur qark luhatje është përdorur?

Më e njohur për ne, përdorimi i përbërësve të qark - ajo Electromagnets. Ata, nga ana tjetër, janë përdorur në sistemet Intercom, motorët, sensorë, dhe shumë fusha të tjera më pak konvencionale. Një tjetër kërkesë - oshilator. Në fakt, ajo është përdorimi i qark është shumë i njohur për ne: në këtë formë, ajo është përdorur në mikrovalë për të krijuar valët në komunikimin celular dhe pa tel për të transmetuar informacion mbi një distancë. E gjithë kjo është për shkak të faktit se luhatjet e valëve elektromagnetike mund të koduar në një mënyrë të tillë që ajo do të jetë e mundur për të transmetuar informacion mbi distanca të gjata.

Induktor vetë mund të përdoret si një element për transformatorin, dy mbështjellje me numër të ndryshëm të mbeshtjelljen mund të kalojë nëpër fushë elektromagnetike me detyrat e tyre. Por si solenoids Karakteristikat ndryshojnë, dhe shifrat aktuale në dy qarqe, të cilat janë të lidhura me dy induktancë do të ndryshojnë. Kështu, mund të konvertohet në tension të tanishme, thonë se 220 volt në aktuale me një tension 12 volt.

përfundim

Ne detajuar parimin e qark lekundese dhe çdo pjesë veç e veç. Ne mësuam se lekundese qark - një pajisje projektuar për të gjeneruar valët elektromagnetike. Megjithatë, kjo është vetëm bazat e mekanikës komplekse të këtyre, në dukje elemente të thjeshta. Mëso më shumë rreth intricacies e qark dhe komponentëve të tij mund të jetë nga literatura e specializuar.