ахбор

Вақте ки шумо индукторҳо ва конденсаторҳоро ба занҷир мегузоред, чӣ мешавад? Чизи сард - ва ин воқеан муҳим аст.
Шумо метавонед бисёр намудҳои гуногуни индукторҳоро созед, аммо намуди маъмултарин як кати силиндрӣ - электромагнит мебошад.
Вақте ки ҷараён аз ҳалқаи аввал мегузарад, он майдони магнитиро ба вуҷуд меорад, ки аз ҳалқаҳои дигар мегузарад. То он даме, ки амплитуда тағир наёбад, майдони магнитӣ воқеан ягон таъсире нахоҳад дошт. Майдони магнитии тағирёбанда майдонҳои электрикиро дар дигар схемаҳо тавлид мекунад. Самти аз ин майдони электрикӣ тағирёбии потенсиали электрикиро ба монанди батарея ба вуҷуд меорад.
Ниҳоят, мо дастгоҳ дорем, ки фарқияти потенсиалиаш ба суръати вақти тағйирёбии ҷараён мутаносиб аст (зеро ҷараён майдони магнитиро тавлид мекунад). Инро метавон чунин навишт:
Дар ин муодила ду чизро бояд қайд кард. Аввалан, L индуктивӣ аст. Он танҳо аз геометрияи соленоид (ё ҳар гуна шакле, ки шумо доред) вобаста аст ва арзиши он дар шакли Ҳенри чен карда мешавад. Дуюм, минус вуҷуд дорад. аломат.Ин маънои онро дорад, ки тағирёбии потенсиал дар индуктор ба тағирёбии ҷараён муқобил аст.
Индуктсия дар занҷир чӣ гуна рафтор мекунад? Агар шумо ҷараёни доимӣ дошта бошед, он гоҳ тағирот (ҷараёни мустақим) вуҷуд надорад, бинобар ин дар байни индуктор фарқияти потенсиалӣ вуҷуд надорад - он тавре амал мекунад, ки гӯё он ҳатто вуҷуд надорад. ҷараёни баландбасомади (нақшаи AC), дар индуктор фарқияти калони потенсиалӣ вуҷуд хоҳад дошт.
Ба ҳамин монанд, конфигуратсияҳои гуногуни конденсаторҳо мавҷуданд. Шакли соддатарин ду пластинкаи гузаронандаи параллелро истифода мебарад, ки ҳар кадоми онҳо заряд доранд (аммо заряди холис ба сифр баробар аст).
Заряди ин плитаҳо дар дохили конденсатор майдони электрикиро ба вуҷуд меорад. Аз сабаби майдони электрикӣ, потенсиали электрикии байни плитаҳо низ бояд тағир ёбад. Арзиши ин фарқияти потенсиалӣ аз миқдори заряд вобаста аст. Фарқи потенсиалии конденсатор метавонад навишта шудааст:
Дар ин ҷо C арзиши иқтидор дар фарад аст - он инчунин танҳо аз конфигуратсияи физикии дастгоҳ вобаста аст.
Агар ҷараён ба конденсатор ворид шавад, арзиши заряд дар тахта тағир меёбад. Агар ҷараёнҳои доимӣ (ё басомади паст) вуҷуд дошта бошанд, ҷараён барои зиёд кардани потенсиал ба плитаҳо заряд илова мекунад, бинобар ин бо мурури замон потенсиал дар ниҳоят мисли занҷири кушода бошад, ва шиддати конденсатор ба шиддати батарея (ё таъминоти барқ) баробар хоҳад буд.Агар шумо ҷараёни баландбасомад дошта бошед, заряд илова карда мешавад ва аз плитаҳои конденсатор хориҷ карда мешавад ва бидуни заряд. ҷамъшавӣ, конденсатор тавре рафтор мекунад, ки гӯё он ҳатто вуҷуд надорад.
Фарз мекунем, ки мо бо конденсатори заряднок оғоз карда, онро ба индуктор пайваст мекунем (дар занҷир муқовимат вуҷуд надорад, зеро ман симҳои физикии комилро истифода мебарам). Дар бораи он лаҳзае фикр кунед, ки ҳарду пайваст мешаванд. Фарз мекунем, ки гузаргоҳ вуҷуд дорад, он гоҳ ман метавонам ҷалб кунам. диаграммаи зерин.
Ин аст он чизе ки рӯй дода истодааст.Аввал, ҷараён вуҷуд надорад (зеро коммутатор кушода аст). Пас аз баста шудани коммутатор ҷараён вуҷуд дорад, бе муқовимат, ин ҷараён ба беохир ҷаҳида мешавад. Аммо, ин афзоиши бузурги ҷараён маънои онро дорад, ки потенсиали тавлидшуда дар индуктор тағир хоҳад ёфт.Дар баъзе нуқтаҳо, тағирёбии потенсиали дар индуктор аз тағирёбии конденсатор бузургтар хоҳад буд (зеро конденсатор ҳангоми ҷараёни ҷараён зарядро аз даст медиҳад) ва он гоҳ ҷараён баръакс мешавад ва конденсаторро дубора пур мекунад .Ин процесс боз такрор мешавад-зеро му-кобилият нест.
Онро схемаи LC меноманд, зеро он дорои индуктор (L) ва конденсатор (C) мебошад-Ман фикр мекунам, ки ин аён аст. Тағйироти эҳтимолӣ дар атрофи тамоми занҷир бояд сифр бошад (зеро он давра аст) то ман нависам:
Ҳарду Q ва I бо мурури замон тағйир меёбанд. Байни Q ва I робита вуҷуд дорад, зеро ҷараён суръати вақти тағирёбии заряд аз конденсаторро тарк мекунад.
Ҳоло ман як муодилаи дифференсиалии дараҷаи дуюми тағирёбандаи заряд дорам. Ин муодилаи душвор барои ҳал нест - дар асл, ман метавонам ҳалли худро тахмин кунам.
Ин тақрибан бо ҳалли масса дар пружа якхела аст (ба истиснои ин ҳолат, мавқеъ иваз карда мешавад, на заряд). Аммо интизор шавед! Мо набояд ҳалли худро тахмин кунем, шумо инчунин метавонед ҳисобҳои ададӣ истифода баред ин мушкилотро ҳал кунед. Биёед ман бо арзишҳои зерин оғоз кунам:
Барои ҳалли ин масъала ба таври ададӣ, ман мушкилотро ба қадамҳои хурди вақт тақсим мекунам. Дар ҳар як қадами вақт ман:
Ман фикр мекунам, ки ин хеле хуб аст. Ҳатто беҳтар аст, шумо метавонед давраи ларзиши занҷирро чен кунед (барои гузоштан мушро истифода баред ва арзиши вақтро пайдо кунед) ва сипас усули зеринро барои муқоисаи он бо басомади кунҷии пешбинишуда истифода баред:
Албатта, шумо метавонед баъзе мундариҷаро дар барнома тағир диҳед ва бубинед, ки чӣ рӯй медиҳад - идома диҳед, шумо ҳеҷ чизро ба таври доимӣ нобуд намекунед.
Модели дар боло зикршуда ғайривоқеист. Схемаҳои воқеӣ (хусусан симҳои дароз дар индукторҳо) муқовимат доранд. Агар ман мехостам ин резисторро ба модели худ дохил кунам, схема чунин хоҳад буд:
Ин муодилаи ҳалқаи шиддатро тағир медиҳад. Ҳоло инчунин истилоҳ барои коҳиши эҳтимолӣ дар резистор мавҷуд хоҳад буд.
Ман метавонам дубора пайвасти байни заряд ва ҷараёнро истифода барам, то муодилаи дифференсиалии зеринро гирам:
Пас аз илова кардани резистор, ин муодилаи душвортар мешавад ва мо наметавонем танҳо як роҳи ҳалли худро “пиндор” кунем. Аммо, тағир додани ҳисоби ададии боло барои ҳалли ин масъала набояд чандон душвор бошад. Дар асл, ягона тағирот ин аст. хатест, ки ҳосилаи дуюми зарядро ҳисоб мекунад. Ман дар он ҷо истилоҳеро илова кардам, ки муқовиматро шарҳ диҳад (вале на тартиби аввал). Бо истифода аз резистори 3 Ом, ман натиҷаи зеринро мегирам (барои иҷро кардани он тугмаи бозиро бори дигар пахш кунед).
Бале, шумо инчунин метавонед арзишҳои C ва L-ро тағир диҳед, аммо эҳтиёт бошед. Агар онҳо хеле паст бошанд, басомад хеле баланд хоҳад буд ва шумо бояд андозаи қадами вақтро ба арзиши хурдтар иваз кунед.
Вақте ки шумо модел месозед (тавассути таҳлил ё усулҳои ададӣ), шумо баъзан воқеан намедонед, ки он қонунӣ аст ё комилан қалбакӣ. Як роҳи санҷиши модел ин муқоисаи он бо маълумоти воқеӣ аст. Биёед ин корро кунем. Ин ман аст танзим.
Ин чӣ гуна кор мекунад. Аввалан, ман се батареяи навъи D-ро барои пур кардани конденсаторҳо истифода бурдам. Ман метавонам бифаҳмам, ки вақте конденсатор тақрибан пурра пур мешавад, бо нигоҳ кардани шиддат дар конденсатор. Баъдан, батареяро ҷудо кунед ва пас тугмаро пӯшед конденсаторро тавассути индуктор холӣ кунед. Муқовимат танҳо як қисми сим аст-Ман резистори алоҳида надорам.
Ман якчанд комбинатсияи гуногуни конденсаторҳо ва индукторҳоро санҷидам ва дар ниҳоят коре ба даст овардам. Дар ин ҳолат, ман як конденсатори 5 мкФ ва трансформатори кӯҳнаи бадназарро ҳамчун индуктори худ истифода кардам (дар боло нишон дода нашудааст). Ман дар бораи арзиши конденсаторҳо боварӣ надорам. индуктивӣ, бинобар ин ман басомади кунҷро ҳисоб мекунам ва арзиши иқтидори маълуми худро барои ҳалли 13,6 индуктсияи Ҳенри истифода мебарам. Барои муқовимат ман кӯшиш кардам, ки ин арзишро бо омметр чен кунам, аммо дар модели худ бо истифода аз арзиши 715 Ом кор мекардам. беҳтарин.
Ин графики модели ададии ман ва шиддати ченшуда дар занҷири воқеӣ аст (ман барои ба даст овардани шиддат ҳамчун функсияи вақт як зонди дифференсиалии шиддати Vernier истифода бурдам).
Ин мувофиқати комил нест, аммо он барои ман ба қадри кофӣ наздик аст. Албатта, ман метавонам параметрҳоро каме танзим кунам, то мувофиқат кунам, аммо ман фикр мекунам, ки ин нишон медиҳад, ки модели ман девона нест.
Хусусияти асосии ин схемаи LRC дар он аст, ки он дорои якчанд басомадҳои табиие мебошад, ки аз арзишҳои L ва C вобастаанд. Фарз мекунем, ки ман кори дигаре кардам. Агар ман як манбаи шиддати чархзанандаро ба ин схемаи LRC пайваст кунам чӣ мешавад? Дар ин ҳолат, максималии ҷараён дар занҷир аз басомади манбаи ҷараёнҳои шиддат вобаста аст. Вақте ки басомади манбаи шиддат ва занҷири LC якхела аст, шумо максималии ҷараёнро мегиред.
Қубур бо фолгаи алюминӣ конденсатор ва қубур бо сим индуктор мебошад. Дар якҷоягӣ бо (диод ва гӯшмонак) инҳо радиои булӯриро ташкил медиҳанд. Бале, ман онро бо чанд лавозимоти оддӣ якҷоя кардам (ман дастурҳои ин YouTube-ро иҷро кардам. видео).Идеяи асосӣ ин танзим кардани арзишҳои конденсаторҳо ва индукторҳо барои "танзим кардан" ба як истгоҳи радио мебошад. (ё индуктори ман шикастааст). Бо вуҷуди ин, ман фаҳмидам, ки ин маҷмӯаи радиои кристаллии кӯҳна беҳтар кор мекунад.
Ман як истгоҳе ёфтам, ки онро базӯр шунидаам, бинобар ин ман фикр мекунам, ки радиои худсохти ман метавонад барои қабули истгоҳ кофӣ набошад. Аммо ин схемаи резонанси RLC чӣ гуна кор мекунад ва шумо сигнали аудиоиро аз он чӣ гуна мегиред? Шояд Ман онро дар як паёми оянда захира мекунам.
© 2021 Condé Nast.ҳама ҳуқуқ маҳфуз аст.Бо истифода аз ин вебсайт, шумо шартномаи корбар ва сиёсати махфият ва изҳороти кукиҳо, инчунин ҳуқуқҳои махфияти Калифорнияи шуморо қабул мекунед. Ҳамчун як қисми шарикии шарикии мо бо фурӯшандагон, Wired метавонад як қисми фурӯш аз маҳсулоте, ки тавассути вебсайти мо харида шудааст. Бе иҷозати хаттии пешакии Condé Nast, маводҳои ин вебсайтро нусхабардорӣ кардан, паҳн кардан, интиқол додан, кэш кардан ё ба тариқи дигар истифода бурдан мумкин нест. Интихоби реклама