Cộng hưởng stress. mạch cộng hưởng gì

Cộng hưởng là một trong những phổ biến nhất trong tự nhiên, các hiện tượng vật lý. Hiện tượng cộng hưởng có thể được quan sát thấy trong các hệ thống cơ khí, điện và thậm chí nhiệt. Nếu không có sự cộng hưởng, chúng tôi không có một đài phát thanh, truyền hình, âm nhạc và thậm chí đu ở sân chơi, chưa kể đến hệ thống chẩn đoán hiệu quả sử dụng trong y học hiện đại. Một trong những loại thú vị và hữu ích nhất của mạch cộng hưởng là một điện áp cộng hưởng.

Các yếu tố của mạch cộng hưởng

Cộng hưởng có thể xảy ra trong cái gọi là RLC-mạch, bao gồm các thành phần sau:

• R - điện trở. Các thiết bị này liên quan đến cái gọi là yếu tố tích cực của các mạch điện, năng lượng điện được chuyển thành nhiệt. Nói cách khác, họ loại bỏ quyền lực từ các mạch và chuyển đổi nó thành nhiệt.
• L - cảm. Điện cảm trong mạch điện - tương tự khối lượng hoặc quán tính trong các hệ thống cơ khí. Thành phần này không phải là rất đáng chú ý trong mạch cho đến khi bạn cố gắng để làm điều đó trong bất kỳ sự thay đổi. Trong cơ học, ví dụ, một sự thay đổi đó là sự thay đổi vận tốc. Điện mạch - sự thay đổi hiện tại. Nếu nó vì một lý do xảy ra, cảm chống hiện như thay đổi chế độ mạch.
• C - chỉ định cho tụ, đó là các thiết bị lưu trữ năng lượng điện, giống như mùa xuân duy trì năng lượng cơ học. quặng cảm và lưu trữ năng lượng từ tính, trong khi phụ trách tụ tập trung và do đó lưu trữ năng lượng điện.

Khái niệm về mạch cộng hưởng

Các yếu tố quan trọng là cộng hưởng điện cảm mạch (L) và điện dung (C). Các điện trở có xu hướng giảm xóc của dao động, vì vậy nó loại bỏ quyền lực từ các mạch. Khi xem xét các quá trình xảy ra trong mạch cộng hưởng, chúng tôi tạm thời bỏ qua, nhưng nó phải được nhớ rằng, giống như lực ma sát trong các hệ thống cơ khí, điện trở trong mạch có thể không được loại bỏ.

Sự cộng hưởng của điện áp cộng hưởng và dòng

Tùy thuộc vào phương pháp kết nối các yếu tố chính của mạch cộng hưởng có thể được nối tiếp và song song. Khi kết nối loạt cộng hưởng mạch để tín hiệu nguồn điện áp với một tần số trùng với tần số tự nhiên, trong điều kiện nhất định, có phát sinh các phản ứng căng thẳng. Sự cộng hưởng trong mạch điện nối song song với các yếu tố phản ứng gọi là dòng cộng hưởng.

Tần số tự nhiên của mạch cộng hưởng

Chúng ta có thể làm cho hệ thống dao động ở một tần số tự nhiên. Để làm điều này, trước tiên bạn phải sạc tụ, như thể hiện trong hình trên bên trái. Khi điều này được thực hiện, chìa khóa được chuyển đến vị trí hiển thị trong hình cùng bên phải.

Lúc "0", tất cả các năng lượng điện lưu trữ trong các tụ điện và dòng điện trong mạch bằng không (hình bên dưới). Lưu ý rằng các tấm hàng đầu của các tụ điện được tích điện dương, và phía dưới - trong các tiêu cực. Chúng tôi không thể nhìn thấy dao động của các electron trong mạch, nhưng chúng tôi có thể đo ampe kế hiện nay, và với Oscilloscope để theo dõi sự phụ thuộc của thời đại hiện nay. Lưu ý rằng T theo đúng kế hoạch của chúng ta - thời gian cần thiết để hoàn thành một mang dao động trong kỹ thuật điện được gọi là "thời gian do dự."

Các dòng điện chạy trong một chiều kim đồng hồ (xem hình dưới đây). Năng lượng được chuyển từ bình ngưng để inductor. Thoạt nhìn nó có vẻ lạ mà cảm cung cấp năng lượng, nhưng nó cũng tương tự như động năng chứa trong khối di chuyển.

Dòng chảy của năng lượng được trả lại cho ngưng, nhưng lưu ý rằng sự phân cực của tụ điện hiện nay đã thay đổi. Nói cách khác, các tấm đáy bây giờ có một điện tích dương và các tấm trên - điện tích âm (hình bên dưới).

Hệ thống này hiện đang giải quyết đầy đủ, và năng lượng bắt đầu chảy từ bình ngưng lại điện cảm (xem hình dưới đây). Kết quả là, năng lượng là hoàn toàn trở lại điểm xuất phát và sẵn sàng để bắt đầu chu kỳ một lần nữa.

Tần số dao động có thể xấp xỉ như sau:

• F = 1 / 2π (LC) ^0,5,

Trong đó: F - tần số, L - cảm, C - điện dung.

Xem xét trong ví dụ này, quá trình này phản ánh bản chất vật lý của cộng hưởng điện áp.

cộng hưởng điện áp điều tra

Trong mạch LC thực luôn luôn có một sức đề kháng nhẹ mà giảm theo mỗi chu kỳ tăng biên độ hiện hành. Sau nhiều chu kỳ, dòng điện được giảm xuống bằng không. Hiệu ứng này được gọi là "giảm xóc của tín hiệu hình sin". Tỷ lệ phân rã hiện tại để không phụ thuộc vào điện trở trong mạch. Tuy nhiên, sự kháng cự không làm thay đổi tần số của dao động mạch cộng hưởng. Nếu kháng là đủ lớn, một dao động hình sin sẽ không xảy ra ở tất cả trong vòng lặp.

Rõ ràng, nơi có một tần số tự nhiên của dao động có thể cộng hưởng quá trình kích thích. Chúng tôi làm điều này bằng cách đưa vào trong một nguồn cung cấp năng lượng chuỗi daisy của dòng điện xoay chiều (AC), như hiển thị bên trái. Thuật ngữ "biến" chỉ ra rằng điện áp đầu ra nguồn dao động với một tần số nhất định. Nếu tần số nguồn điện trùng với tần số tự nhiên của mạch, cộng hưởng điện áp phát sinh.

Điều khoản xảy ra

Bây giờ chúng ta xem xét các điều kiện của xảy ra cộng hưởng điện áp. Như đã trình bày trong hình cuối cùng, chúng tôi trở về với điện trở trong mạch. Khi không có điện trở trong vòng lặp hiện tại trong mạch cộng hưởng sẽ tăng lên một giá trị tối đa được xác định bởi các thông số yếu tố mạch và cung cấp điện. Tăng sức đề kháng của điện trở trong mạch cộng hưởng làm tăng xu hướng suy giảm của dòng điện trong mạch, nhưng không ảnh hưởng đến tần số rung động cộng hưởng. Thông thường, chế độ cộng hưởng điện áp không xảy ra nếu trở kháng của mạch cộng hưởng thỏa mãn R = 2 (L / C) ^0,5.

Sử dụng điện áp cộng hưởng cho đài phát thanh truyền

hiện tượng điện áp cộng hưởng không chỉ là một hiện tượng vật lý tò mò. Nó đóng một vai trò rất quan trọng trong công nghệ không dây thông tin liên lạc - đài phát thanh, truyền hình, điện thoại di động. Máy phát sử dụng cho truyền dẫn không dây thông tin cần thiết phải chứa mạch để cộng hưởng ở một tần số cụ thể cho từng thiết bị được gọi là tần số sóng mang. Bằng phương tiện của ăng ten truyền kết nối với máy phát, nó phát ra sóng điện từ ở tần số sóng mang.

Ăng-ten tại đường dẫn cuối thu phát khác nhận được tín hiệu và mang nó vào mạch tiếp nhận được thiết kế để cộng hưởng ở tần số sóng mang. Rõ ràng là ăng-ten nhận được đa số tín hiệu ở tần số khác nhau, chưa kể đến những tiếng ồn xung quanh. Do sự hiện diện trên thiết bị tiếp nhận điều chỉnh để tần số sóng mang của mạch cộng hưởng, người nhận chỉ chọn đúng tần số, lọc ra tất cả không cần thiết.

Sau khi phát hiện biên độ điều chế (AM) đài phát thanh, một tín hiệu tần số thấp chuyên dụng từ đó (LF) được khuếch đại và làm thức ăn cho các thiết bị sản xuất âm thanh. Đây là hình thức đơn giản nhất của đài phát thanh là rất nhạy cảm với tiếng ồn và nhiễu.

Để nâng cao chất lượng thông tin nhận được phát triển và thành công được sử dụng, cách cao cấp hơn một sự chuyển radio, mà cũng dựa trên việc sử dụng hệ thống cộng hưởng điều chỉnh.

điều chế tần số và radio FM giải quyết nhiều vấn đề với phát sóng vô tuyến điều chế biên độ tín hiệu, nhưng với chi phí của hệ thống truyền tải phức tạp đáng kể. Hệ thống FM radio âm thanh điện tử đường được quy đổi ra những thay đổi nhỏ trong tần số sóng mang. Phần của thiết bị đó thực hiện chuyển đổi này được gọi là một "điều biến" được sử dụng với máy phát.

Theo đó, người nhận phải được bổ sung vào bộ giải điều chế để chuyển đổi tín hiệu trở thành một dạng có thể được sao chép qua loa.

Những ví dụ khác sử dụng một cộng hưởng điện áp

điện áp cộng hưởng là nguyên tắc cơ bản cũng được tích hợp trong các mạch điện của nhiều bộ lọc, được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật điện để loại bỏ các tín hiệu có hại và không mong muốn, và làm mịn các pulsation tạo tín hiệu hình sin.