በ oscillatory circuit ውስጥ ምን አይነት ሂደቶች ይከሰታሉ. በ oscillatory circuit ውስጥ ሂደቶችን የሚገልጽ ቀመር

ነፃ ኤሌክትሮማግኔቲክ ማወዛወዝ እነዚህ በ capacitor ላይ ባለው ክፍያ ላይ ወቅታዊ ለውጦች ፣ በጥቅሉ ውስጥ ያለው የአሁኑ ፣ እንዲሁም በውስጣዊ ኃይሎች ተጽዕኖ ውስጥ በሚከሰተው oscillatory የወረዳ ውስጥ የኤሌክትሪክ እና መግነጢሳዊ መስኮች ናቸው።

ቀጣይነት ያለው ኤሌክትሮማግኔቲክ ማወዛወዝ

ኤሌክትሮማግኔቲክ ማወዛወዝን ለማነሳሳት ጥቅም ላይ ይውላል oscillatory የወረዳ , በተከታታይ የተገናኘ ኢንዳክተር L እና capacitor ከ capacitance C (ምስል 17.1) ጋር ያካትታል.

አንድ ተስማሚ ወረዳን እናስብ፣ ማለትም የኦሚክ ተቃውሞው ዜሮ (R=0) የሆነ ወረዳ ነው። በዚህ ወረዳ ውስጥ መወዛወዝን ለማነሳሳት የተወሰነ ክፍያ ወደ capacitor ሰሌዳዎች መስጠት ወይም በኢንደክተሩ ውስጥ ያለውን ጅረት ማነሳሳት አስፈላጊ ነው። አስገባ የመነሻ ጊዜጊዜ, capacitor ወደ እምቅ ልዩነት U (ምስል 17.2, ሀ) ተከፍሏል, ስለዚህ, እምቅ ኃይል አለው.
.በዚህ ቅጽበት፣ በጥቅል ውስጥ ያለው የአሁኑ I = 0 . ይህ የመወዛወዝ ዑደት ሁኔታ ከግዛቱ ጋር ተመሳሳይ ነው የሂሳብ ፔንዱለም, በማእዘን α የተገለበጠ (ምስል 17.3, ሀ). በዚህ ጊዜ, በጥቅሉ ውስጥ ያለው የአሁኑ I = 0 ነው. የተሞላውን አቅም ወደ ጠመዝማዛው ካገናኙ በኋላ በኤሌክትሪክ ኃይል ክሱ ላይ በተፈጠረው የኤሌክትሪክ መስክ ተጽእኖ በወረዳው ውስጥ ያሉ ነፃ ኤሌክትሮኖች ከአሉታዊው የ capacitor ጠፍጣፋ ወደ አወንታዊ ኃይል መንቀሳቀስ ይጀምራሉ። የ capacitor መልቀቅ ይጀምራል, እና እየጨመረ የአሁኑ የወረዳ ውስጥ ይታያል. የዚህ ጅረት ተለዋጭ መግነጢሳዊ መስክ የኤሌክትሪክ ሽክርክሪት ይፈጥራል. ይህ የኤሌትሪክ መስክ ከአሁኑ በተቃራኒ አቅጣጫ ይመራዋል እና ስለሆነም ወዲያውኑ ከፍተኛውን እሴት ላይ እንዲደርስ አይፈቅድም. የአሁኑ ጊዜ ቀስ በቀስ ይጨምራል. በወረዳው ውስጥ ያለው ኃይል ከፍተኛውን ሲደርስ, በ capacitor ላይ ያለው ክፍያ እና በጠፍጣፋዎቹ መካከል ያለው ቮልቴጅ ዜሮ ነው. ይህ የሚሆነው ከሩብ ጊዜ በኋላ ነው t = π/4። በተመሳሳይ ጊዜ ጉልበት ኢ የኤሌክትሪክ መስክ ወደ መግነጢሳዊ መስክ ኢነርጂ W e = 1/2C U 2 0 ይቀየራል. በዚህ ጊዜ በአዎንታዊ ኃይል በተሞላው የ capacitor ሳህን ላይ ብዙ ኤሌክትሮኖች ስለሚኖሩ ወደ እሱ ይተላለፋሉ። አሉታዊ ክፍያነባሩን ሙሉ በሙሉ ገለልተኛ ያደርገዋል አዎንታዊ ክፍያ ions. በወረዳው ውስጥ ያለው የአሁኑ ጊዜ መቀነስ ይጀምራል እና የሚፈጥረው ዑደት መቀነስ ይጀምራል. መግነጢሳዊ መስክ. የሚለወጠው መግነጢሳዊ መስክ እንደገና የኤሌክትሪክ ሽክርክሪት ይፈጥራል, ይህ ጊዜ ከአሁኑ ጋር በተመሳሳይ አቅጣጫ ይመራል. በዚህ መስክ የሚደገፈው አሁኑኑ በተመሳሳይ አቅጣጫ ይፈስሳል እና ቀስ በቀስ የ capacitor ኃይልን ይሞላል። ነገር ግን, በ capacitor ላይ ክፍያ በሚከማችበት ጊዜ, የራሱ የኤሌክትሪክ መስክ የኤሌክትሮኖች እንቅስቃሴን በከፍተኛ ሁኔታ ይከለክላል, እና በወረዳው ውስጥ ያለው ጥንካሬ እየቀነሰ ይሄዳል. የአሁኑ ወደ ዜሮ ሲወርድ, capacitor ሙሉ በሙሉ ከመጠን በላይ ይሞላል.

የስርዓተ ክወናው ሁኔታ በስእል. 17.2 እና 17.3፣ በጊዜ ውስጥ ከተከታታይ ጊዜያት ጋር ይዛመዳሉ ቲ = 0; ;;እና ቲ.

በወረዳው ውስጥ የሚነሳው በራስ ተነሳሽነት ያለው emf በ capacitor plates ላይ ካለው ቮልቴጅ ጋር እኩል ነው: ε = U

እና

ማመን
, እናገኛለን

(17.1)

ፎርሙላ (17.1) በሜካኒክስ ውስጥ ከሚታሰብ የሃርሞኒክ ንዝረት ልዩነት እኩልነት ጋር ተመሳሳይ ነው; የእሱ ውሳኔ ይሆናል

q = q ከፍተኛ ኃጢአት (ω 0 t+φ 0) (17.2)

q max በ capacitor plates ላይ ትልቁ (የመጀመሪያ) ክፍያ ሲሆን ω 0 - ክብ ድግግሞሽየወረዳው ተፈጥሯዊ ንዝረቶች ፣ φ 0 የመጀመሪያ ደረጃ ነው።

ተቀባይነት ባለው መግለጫ መሠረት እ.ኤ.አ.
የት

(17.3)

አገላለጽ (17.3) ይባላል የቶምሰን ቀመር እና R = 0 በሚሆንበት ጊዜ በወረዳው ውስጥ የሚነሱ የኤሌክትሮማግኔቲክ ማወዛወዝ ጊዜ የሚወሰነው በ Inductance L እና capacitance C እሴቶች ብቻ ነው።

እንደ ሃርሞኒክ ህግ ፣ በ capacitor ሰሌዳዎች ላይ ያለው ክፍያ ብቻ ሳይሆን በወረዳው ውስጥ ያለው ቮልቴጅ እና ወቅታዊም ይለወጣል ።

የት ዩ m እና እኔ የቮልቴጅ እና የአሁኑ ስፋት ናቸው.

ከአገላለጾች (17.2)፣ (17.4)፣ (17.5) በመቀጠልም የኃይል መሙያ (ቮልቴጅ) እና የአሁን ጊዜ በወረዳው ውስጥ ያለው መወዛወዝ በ π/2 ደረጃ ተቀይሯል። በዚህም ምክንያት፣ በ capacitor ሰሌዳዎች ላይ ያለው ቻርጅ (ቮልቴጅ) በእነዚያ ጊዜያት የአሁኑ ከፍተኛው እሴቱ ላይ ይደርሳል። ከዜሮ ጋር እኩል ነው።, እንዲሁም በተቃራኒው.

አንድ capacitor ሲሞላ የኤሌክትሪክ መስክ በእሱ ሳህኖች መካከል ይታያል, የእሱ ኃይል

ወይም

አንድ capacitor ወደ ኢንዳክተር ሲወጣ በውስጡ መግነጢሳዊ መስክ ይነሳል ፣ ይህም ኃይል

ተስማሚ ወረዳ ውስጥ, ከፍተኛው ኃይል የኤሌክትሪክ መስክከከፍተኛው መግነጢሳዊ መስክ ኃይል ጋር እኩል ነው፡

በሕጉ መሠረት የኃይል መሙያ (capacitor) ኃይል ከጊዜ ወደ ጊዜ ይለወጣል

ወይም

ያንን ግምት ውስጥ በማስገባት
, እናገኛለን

የ solenoid መግነጢሳዊ መስክ ኃይል በሕጉ መሠረት በጊዜ ይለወጣል

(17.6)

I m =q m ω 0 መሆኑን ከግምት ውስጥ በማስገባት እናገኛለን

(17.7)

ጠቅላላ ኃይል ኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ oscillatory የወረዳ እኩል ነው

ወ =ወ ሠ +ወ m = (17.8)

በተመጣጣኝ ዑደት ውስጥ, አጠቃላይ ሃይል ተጠብቆ እና የኤሌክትሮማግኔቲክ ማወዛወዝ ያልተነካ ነው.

የተዳከመ ኤሌክትሮማግኔቲክ ማወዛወዝ

እውነተኛ የመወዛወዝ ዑደት የኦሚክ መከላከያ አለው, ስለዚህ በውስጡ ያሉት ማወዛወዝ እርጥብ ነው. በዚህ ወረዳ ላይ እንደተተገበረው የኦሆም ህግ ለ የተሟላ ሰንሰለትበቅጹ ላይ እንጽፈው

(17.9)

ይህንን እኩልነት መለወጥ፡-

እና ምትክን በማዘጋጀት;

እና
፣ β-damping Coefficient የምናገኘው ከየት ነው።

(10.17) - ይህ ነው የተዘበራረቀ የኤሌክትሮማግኔቲክ ማወዛወዝ ልዩነት እኩልታ .

በእንደዚህ አይነት ወረዳ ውስጥ የነጻ መወዛወዝ ሂደት ከአሁን በኋላ የሃርሞኒክ ህግን አያከብርም. ለእያንዳንዱ የመወዛወዝ ጊዜ፣ በወረዳው ውስጥ የተከማቸ የኤሌክትሮማግኔቲክ ሃይል ክፍል ወደ ጁል ሙቀት ይቀየራል፣ እናም መወዛወዝዎቹ ይሆናሉ። እየደበዘዘ(ምስል 17.5). ለአነስተኛ አተያየቶች ω ≈ ω 0, የልዩነት እኩልታ መፍትሄው የቅጹ እኩልነት ይሆናል.

(17.11)

በኤሌክትሪክ ዑደት ውስጥ ያሉ የተጨናነቁ ማወዛወዝ በእርጥበት መካኒካል ማወዛወዝ በፀደይ ላይ ያለው ሸክም የቪስኮስ ግጭት ሲኖር ነው።

የሎጋሪዝም እርጥበት መቀነስ እኩል ነው።

(17.12)

የጊዜ ክፍተት
በዚህ ጊዜ የመወዛወዝ መጠን በ e ≈ 2.7 ጊዜ ይቀንሳል. የመበስበስ ጊዜ .

የ oscillatory ሥርዓት ጥራት ምክንያት Q በቀመርው ተወስኗል፡-

(17.13)

ለ RLC ወረዳ, የጥራት ደረጃ Q በቀመር ይገለጻል

(17.14)

በሬዲዮ ምህንድስና ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውሉት የኤሌክትሪክ ዑደቶች የጥራት ሁኔታ ብዙውን ጊዜ በብዙ አስር ወይም በመቶዎች ቅደም ተከተል ነው።

የመወዛወዝ ዑደት ኤሌክትሮማግኔቲክ ማወዛወዝን ለመፍጠር (ለመፍጠር) የተነደፈ መሳሪያ ነው። ከተፈጠረበት ጊዜ ጀምሮ እስከ ዛሬ ድረስ በብዙ የሳይንስና ቴክኖሎጂ ዘርፎች ጥቅም ላይ ውሏል፡ ከ የዕለት ተዕለት ኑሮየተለያዩ ምርቶችን ወደሚያመርቱ ግዙፍ ፋብሪካዎች።

ምንን ያካትታል?

የመወዛወዝ ዑደት ጥቅል እና መያዣ (capacitor) ያካትታል. በተጨማሪም ፣ እሱ ተከላካይ (ተለዋዋጭ የመቋቋም ችሎታ ያለው አካል) ሊኖረው ይችላል። ኢንዳክተር (ወይም ሶሌኖይድ ፣ አንዳንድ ጊዜ ተብሎ የሚጠራው) ብዙውን ጊዜ የመዳብ ሽቦ የሆነው ብዙ የመጠምዘዝ ንብርብሮች የተጎዱበት በትር ነው። በመወዛወዝ ዑደት ውስጥ ማወዛወዝን የሚፈጥረው ይህ አካል ነው. በመሃል ላይ ያለው ዘንግ ብዙውን ጊዜ ቾክ ወይም ኮር ተብሎ የሚጠራ ሲሆን ጠመዝማዛው አንዳንድ ጊዜ ሶላኖይድ ተብሎ ይጠራል።

የመወዛወዝ ዑደት ማወዛወዝ የሚፈጠረው በተጠራቀመ ክፍያ ውስጥ ብቻ ነው. አሁኑኑ በእሱ ውስጥ ሲያልፍ ክፍያ ይከማቻል, ከዚያም ቮልቴጅ ከወደቀ ወደ ወረዳው ይለቀቃል.

የኮይል ሽቦዎች ብዙውን ጊዜ በጣም ናቸው። ዝቅተኛ ተቃውሞ, ሁልጊዜ ቋሚ ሆኖ የሚቆይ. በ oscillatory circuit circuit ውስጥ የቮልቴጅ እና የአሁኑ ለውጦች በጣም ብዙ ጊዜ ይከሰታሉ. ይህ ለውጥ የተወሰኑ የሂሳብ ህጎችን ያከብራል፡-

U = U 0 *cos(w*(t-t 0)፣የት
ዩ - ቮልቴጅ ውስጥ በዚህ ቅጽበትጊዜ t,
U 0 - ቮልቴጅ በጊዜ t 0,
w - የኤሌክትሮማግኔቲክ ማወዛወዝ ድግግሞሽ.

ሌላው የወረዳው ዋና አካል የኤሌክትሪክ ኃይል መቆጣጠሪያ ነው. ይህ በዲኤሌክትሪክ የሚለያዩ ሁለት ሳህኖች ያሉት አካል ነው። በዚህ ሁኔታ, በጠፍጣፋዎቹ መካከል ያለው የንብርብር ውፍረት ከስፋታቸው ያነሰ ነው. ይህ ንድፍ በዲኤሌክትሪክ ላይ የኤሌክትሪክ ክፍያ እንዲከማች ይፈቅድልዎታል, ከዚያም ወደ ወረዳው ውስጥ ይለቀቃል.

በ capacitor እና በባትሪ መካከል ያለው ልዩነት በኤሌክትሪክ ጅረት ተጽእኖ ስር ያሉ ንጥረ ነገሮች ለውጥ አለመኖሩ ነው, ነገር ግን በኤሌክትሪክ መስክ ውስጥ በቀጥታ የተከማቸ ክፍያ. ስለዚህ, በ capacitor እርዳታ በቂ የሆነ ትልቅ ክፍያ ማከማቸት ይችላሉ, ይህም በአንድ ጊዜ ሊለቀቅ ይችላል. በዚህ ሁኔታ, በወረዳው ውስጥ ያለው የአሁኑ ጥንካሬ በከፍተኛ ሁኔታ ይጨምራል.

እንዲሁም, የመወዛወዝ ዑደት አንድ ተጨማሪ አካልን ያካትታል-ተከላካይ. ይህ ንጥረ ነገር ተቃውሞ አለው እና በወረዳው ውስጥ ያለውን የአሁኑን እና ቮልቴጅን ለመቆጣጠር የተነደፈ ነው. ከሆነ ቋሚ ቮልቴጅበኦም ህግ መሰረት የአሁኑ ጥንካሬ ይቀንሳል.

I = U/R ፣ የት
እኔ - የአሁኑ ጥንካሬ,
ዩ - ቮልቴጅ,
አር - መቋቋም.

ኢንዳክተር

ሁሉንም የኢንደክተሩን ውስብስብ ነገሮች በጥልቀት እንመርምር እና በ oscillatory circuit ውስጥ ያለውን ተግባር በደንብ እንረዳለን። ቀደም ሲል እንደተናገርነው, የዚህ ንጥረ ነገር ተቃውሞ ወደ ዜሮ ይቀየራል. ስለዚህ, ከአንድ ወረዳ ጋር ሲገናኙ ቀጥተኛ ወቅታዊሊከሰት ነበር ነገር ግን ሽቦውን ከወረዳ ጋር ካገናኙት። ተለዋጭ ጅረት፣ ጥሩ ይሰራል። ይህ ንጥረ ነገሩ ተለዋጭ ጅረትን ይቃወማል ብለን መደምደም ያስችለናል።

ግን ይህ ለምን ይከሰታል እና በተለዋጭ ጅረት ተቃውሞ እንዴት ይነሳል? ይህንን ጥያቄ ለመመለስ እንደ እራስ-ማስተዋወቅ ወደ እንደዚህ ያለ ክስተት መዞር አለብን. አሁኑኑ በመጠምጠሚያው ውስጥ ሲያልፍ, አንድ ጥቅል በውስጡ ይታያል, ይህም ለአሁኑ ለውጥ እንቅፋት ይፈጥራል. የዚህ ኃይል መጠን በሁለት ነገሮች ላይ የተመሰረተ ነው-የኩሬው ኢንዳክሽን እና የአሁኑ ጊዜ አመጣጥ. በሒሳብ፣ ይህ ጥገኝነት በቀመር ይገለጻል፡-

E = -L * I"(t) ፣ የት
ኢ - EMF ዋጋ ፣
L የኩምቢው ኢንደክሽን ዋጋ ነው (ለእያንዳንዱ ጠመዝማዛ የተለየ ነው እና እንደ ጠመዝማዛዎች ብዛት እና ውፍረታቸው ይወሰናል)
I"(t) - ከግዜ አንፃር የወቅቱ ጥንካሬ የመነጨ (የአሁኑ ጥንካሬ ለውጥ መጠን)።

ቀጥተኛ የአሁኑ ጥንካሬ በጊዜ ውስጥ አይለወጥም, ስለዚህ በእሱ ላይ ሲጋለጥ ተቃውሞ አይነሳም.

ነገር ግን በተለዋጭ ጅረት ፣ ሁሉም መመዘኛዎቹ በ sinusoidal ወይም cosine ሕግ መሠረት በቋሚነት ይለወጣሉ ፣ በዚህም ምክንያት እነዚህን ለውጦች የሚከለክለው EMF ይነሳል። ይህ ተቃውሞ ኢንዳክቲቭ ተብሎ የሚጠራ ሲሆን ቀመሩን በመጠቀም ይሰላል፡-

X L = w*L፣ የት
w - የወረዳ ንዝረት ድግግሞሽ,
L የሽብል መነሳሳት ነው.

በሶላኖይድ ውስጥ ያለው የአሁኑ ጥንካሬ እየጨመረ እና እየቀነሰ ይሄዳል የተለያዩ ህጎች. ይህ ማለት የአሁኑን ወደ ጠመዝማዛ ማቅረቡ ካቆሙ ለተወሰነ ጊዜ ወደ ወረዳው ውስጥ ክፍያ መለቀቁን ይቀጥላል። እና አሁን ያለው አቅርቦት በድንገት ከተቋረጠ, ክፍያው ለማሰራጨት እና ጠመዝማዛውን ለመተው ስለሚሞክር አስደንጋጭ ሁኔታ ይከሰታል. ይህ - ከባድ ችግርቪ የኢንዱስትሪ ምርት. ይህ ተጽእኖ (ምንም እንኳን ሙሉ በሙሉ ከኦስቲል ሰርቪስ ጋር የተገናኘ ባይሆንም) ለምሳሌ ከሶኬት ላይ መሰኪያ ሲጎትቱ ይታያል. በተመሳሳይ ጊዜ አንድ ብልጭታ ይዝላል ፣ ይህም በእንደዚህ ዓይነት ሚዛን ላይ አንድን ሰው ሊጎዳ አይችልም። መግነጢሳዊ መስክ ወዲያውኑ አይጠፋም, ነገር ግን ቀስ በቀስ በመበታተን, በሌሎች መቆጣጠሪያዎች ውስጥ ጅረቶችን በማነሳሳት ነው. በኢንዱስትሪ ደረጃ አሁን ያለው ጥንካሬ ከለመድነው 220 ቮልት በብዙ እጥፍ ይበልጣል ስለዚህ ወረዳው በምርት ላይ ከተቋረጠ የጥንካሬው ብልጭታ ሊፈጠር ስለሚችል በእጽዋትም ሆነ በሰዎች ላይ ከፍተኛ ጉዳት ያስከትላል። .

ጠመዝማዛው የመወዛወዝ ዑደት በውስጡ የያዘው መሠረት ነው. ተከታታይ ተያያዥነት ያላቸው ሶላኖይድስ ኢንዳክተሮች ይጨምራሉ. በመቀጠል, የዚህን ንጥረ ነገር መዋቅር ሁሉንም ጥቃቅን ነገሮች በዝርዝር እንመለከታለን.

ኢንዳክሽን ምንድን ነው?

የመወዛወዝ የወረዳ ሽቦ ኢንዳክሽን የግለሰብ አመልካች ነው፣ በቁጥር እኩል ኤሌክትሮሞቲቭ ኃይል(በቮልት ውስጥ), ይህም በ 1 ሰከንድ ውስጥ በ 1 A ሲቀየር በወረዳው ውስጥ ይከሰታል. ሶሌኖይድ ከዲሲ ወረዳ ጋር የተገናኘ ከሆነ ኢንዳክሽኑ በቀመርው መሰረት በዚህ ጅረት የተፈጠረውን መግነጢሳዊ መስክ ሃይል ይገልጻል።

ወ=(L*I 2)/2፣ የት
W የመግነጢሳዊ መስክ ኃይል ነው.

የኢንደክተሩ ቅንጅት በብዙ ነገሮች ላይ የተመሰረተ ነው-በሶሌኖይድ ጂኦሜትሪ ላይ, በ ላይ መግነጢሳዊ ባህሪያትኮር እና የሽቦዎች ጥቅል ቁጥር. የዚህ አመላካች ሌላ ንብረት ሁልጊዜም አዎንታዊ ነው, ምክንያቱም በእሱ ላይ የሚመረኮዙ ተለዋዋጮች አሉታዊ ሊሆኑ አይችሉም.

ኢንዳክሽን በመግነጢሳዊ መስክ ውስጥ ኃይልን ለማከማቸት የአሁኑን ተሸካሚ መሪ ንብረት ተብሎ ሊገለጽ ይችላል። የሚለካው በሄንሪ ነው (በአሜሪካዊው ሳይንቲስት ጆሴፍ ሄንሪ የተሰየመ)።

ከሶሌኖይድ በተጨማሪ, የ oscillatory circuit capacitor ያካትታል, እሱም በኋላ ላይ ይብራራል.

የኤሌክትሪክ መያዣ

የመወዛወዝ ዑደት አቅም በ capacitor ይወሰናል. ስለ እሱ መልክከላይ ተጽፏል። አሁን በውስጡ የተከናወኑ ሂደቶችን ፊዚክስ እንመልከት.

የ capacitor ሰሌዳዎች ከኮንዳክተር የተሠሩ ስለሆኑ ሊፈስሱ ይችላሉ ኤሌክትሪክ. ይሁን እንጂ በሁለቱ ሳህኖች መካከል እንቅፋት አለ: ዳይኤሌክትሪክ (አየር, እንጨት ወይም ሌላ ቁሳቁስ ከፍተኛ የመቋቋም ችሎታ ያለው ሊሆን ይችላል. ክፍያው ከሽቦው አንድ ጫፍ ወደ ሌላኛው ጫፍ ማለፍ ስለማይችል) ላይ ይከማቻል. የ capacitor ሰሌዳዎች ይህ በዙሪያው ያሉትን የመግነጢሳዊ እና የኤሌትሪክ መስኮችን ኃይል ይጨምራል.በመሆኑም የኃይል አቅርቦቱ ሲቆም ሁሉም የኤሌክትሪክ ኃይል በጠፍጣፋዎቹ ላይ የተጠራቀመው ወደ ወረዳው መተላለፍ ይጀምራል.

እያንዳንዱ አቅም (capacitor) ለሥራው ጥሩ ውጤት አለው። ከተገመተው የቮልቴጅ መጠን ከፍ ባለ የቮልቴጅ መጠን ይህን ኤለመንት ለረጅም ጊዜ ካገለገሉት, የአገልግሎት ህይወቱ በእጅጉ ይቀንሳል. የመወዛወዝ ዑደት (የማወዛወዝ) መቆጣጠሪያ ሁልጊዜ ለሞገዶች ተጽእኖ ይጋለጣል, እና ስለዚህ በሚመርጡበት ጊዜ ከፍተኛ ጥንቃቄ ማድረግ አለብዎት.

ከተወያዩት ከተለመዱት capacitors በተጨማሪ ionistorsም አሉ. የበለጠ ነው። ውስብስብ አካልበባትሪ እና በ capacitor መካከል መስቀል ተብሎ ሊገለጽ ይችላል። እንደ አንድ ደንብ, በ ionistor ውስጥ ያለው ዳይኤሌክትሪክ ነው ኦርጋኒክ ጉዳይ, በመካከላቸው ኤሌክትሮላይት አለ. አንድ ላይ ሆነው ሁለት እጥፍ የኤሌክትሪክ ሽፋን ይፈጥራሉ, ይህ ንድፍ ከባህላዊው አቅም በላይ ብዙ እጥፍ የበለጠ ኃይል እንዲከማች ያስችለዋል.

የ capacitor አቅም ምን ያህል ነው?

የ capacitor አቅም በ capacitor ላይ ያለው ክፍያ ከስር ካለው ቮልቴጅ ጋር ያለው ጥምርታ ነው። ይህ እሴት በቀላሉ የሂሳብ ቀመር በመጠቀም ሊሰላ ይችላል፡-

C = (ሠ 0 * S)/መ፣ የት
e 0 - ዳይኤሌክትሪክ ቁሳቁስ (የሠንጠረዥ እሴት),
S የ capacitor ሰሌዳዎች አካባቢ ነው ፣
d በጠፍጣፋዎቹ መካከል ያለው ርቀት ነው.

የ capacitor አቅም ጥገኝነት በጠፍጣፋዎቹ መካከል ባለው ርቀት ላይ ተብራርቷል ኤሌክትሮስታቲክ ማነሳሳት: በጠፍጣፋዎቹ መካከል ያለው ትንሽ ርቀት, እርስ በእርሳቸው በጠንካራ ሁኔታ ላይ ተጽዕኖ ያሳድራሉ (እንደ ኮሎምብ ህግ), የፕላቶቹን የበለጠ መሙላት እና የቮልቴጅ መጠን ይቀንሳል. እና ቮልቴጁ እየቀነሰ ሲሄድ የአቅም ዋጋው ይጨምራል, ምክንያቱም በሚከተለው ቀመር ሊገለጽ ይችላል.

C = q/U፣ የት
q በ coulombs ውስጥ ክፍያ ነው።

የዚህን መጠን መለኪያ አሃዶች ማውራት ተገቢ ነው. አቅም የሚለካው በፋራዶች ነው። 1 ፋራድ በቂ ነው። ትልቅ ዋጋ, ስለዚህ ነባር capacitors (ግን ionistors አይደሉም) capacitance picofarads (የፋራድ አንድ ትሪሊዮንኛ) ውስጥ ይለካል.

ተቃዋሚ

በ oscillatory የወረዳ ውስጥ ያለው የአሁኑ ደግሞ የወረዳ ያለውን የመቋቋም ላይ ይወሰናል. እና ከተገለጹት ሁለት አካላት በተጨማሪ የመወዛወዝ ዑደት (ኮይል ፣ capacitor) ፣ ሶስተኛው አንድ አለ - ተከላካይ። ተቃውሞን የመፍጠር ሃላፊነት አለበት. ተከላካይ ከሌሎች አካላት የሚለየው ከፍተኛ ተቃውሞ ስላለው በአንዳንድ ሞዴሎች ሊለወጥ ይችላል. በማወዛወዝ ዑደት ውስጥ የመግነጢሳዊ መስክ የኃይል መቆጣጠሪያ ተግባርን ያከናውናል. ብዙ ተቃዋሚዎችን በተከታታይ ወይም በትይዩ ማገናኘት ይችላሉ, በዚህም የወረዳውን የመቋቋም አቅም ይጨምራል.

የዚህ ንጥረ ነገር ተቃውሞ በሙቀት መጠን ላይ የተመሰረተ ነው, ስለዚህ በወረዳው ውስጥ ስላለው አሠራር መጠንቀቅ አለብዎት, ምክንያቱም የአሁኑ ጊዜ ሲያልፍ ስለሚሞቅ.

የተቃዋሚው የመቋቋም አቅም የሚለካው በ Ohms ነው ፣ እና እሴቱ በቀመርው ሊሰላ ይችላል-

R = (p * l)/S፣ የት
ገጽ- የመቋቋም ችሎታተከላካይ ቁሳቁስ (በ (Ohm * mm 2) / m ውስጥ ይለካል);
l የተቃዋሚው ርዝመት (በሜትር) ነው;
S - የመስቀለኛ ክፍል (በካሬ ሚሊሜትር).

የኮንቱር መለኪያዎችን እንዴት ማገናኘት ይቻላል?

አሁን የ oscillatory የወረዳ አሠራር ወደ ፊዚክስ ቀርበናል. በጊዜ ሂደት, በ capacitor ሰሌዳዎች ላይ ያለው ክፍያ እንደ ሁኔታው ይለወጣል ልዩነት እኩልታሁለተኛ ትዕዛዝ.

ይህን እኩልታ ከፈቱ፣ ብዙ ይከተላል አስደሳች ቀመሮች, በወረዳው ውስጥ የሚከሰቱትን ሂደቶች በመግለጽ. ለምሳሌ የሳይክል ድግግሞሽ በአቅም እና ኢንደክሽን ሊገለጽ ይችላል።

ቢሆንም, አብዛኞቹ ቀላል ቀመርብዙ ያልታወቁ መጠኖችን ለማስላት የሚያስችልዎ - የቶምሰን ቀመር (ስም የተሰየመ እንግሊዛዊ የፊዚክስ ሊቅበ1853 የፈጠረው ዊልያም ቶምሰን፡-

T = 2 * n * (L * C) 1/2.
ቲ - የኤሌክትሮማግኔቲክ ማወዛወዝ ጊዜ,
L እና C እንደቅደም ተከተላቸው የንዝረት ዑደቶች (የማወዛወዝ) ዑደት (ኮይል) ኢንዳክሽን (inductance) እና የወረዳ አካላት አቅም (capacitance) ናቸው።
n - ቁጥር ፒ.

የጥራት ደረጃ

የወረዳውን አሠራር የሚያመለክት ሌላ አስፈላጊ መጠን አለ - የጥራት ደረጃ. ይህ ምን እንደሆነ ለመረዳት አንድ ሰው ወደ አንድ ሂደት እንደ ሬዞናንስ መዞር አለበት. ይህ መወዛወዝን የሚደግፈው የኃይል መጠን ቋሚ ሆኖ በሚቆይበት ጊዜ መጠኑ ከፍተኛ የሆነበት ክስተት ነው። ሬዞናንስ በ ሊገለጽ ይችላል። ቀላል ምሳሌ: ማወዛወዝን በጊዜ ውስጥ ከድግግሞሹ ጋር መግፋት ከጀመሩ, ፍጥነት ይጨምራል እና "ስፋቱ" ይጨምራል. እና ከእርምጃው ከገፉ, ፍጥነት ይቀንሳል. ሬዞናንስ ብዙውን ጊዜ ብዙ ኃይልን ያጠፋል. የኪሳራውን መጠን ለማስላት ይቻል ዘንድ ጥራት ፋክተር የሚባል መለኪያ አመጡ። ኮፊፊሸንን ይወክላል ከሬሾ ጋር እኩል ነው።በስርዓቱ ውስጥ ያለው ኃይል በአንድ ዑደት ውስጥ በወረዳው ውስጥ ለሚከሰቱ ኪሳራዎች።

የወረዳው የጥራት ሁኔታ በቀመር ይሰላል፡-

ጥ = (ወ 0 * ዋ)/P፣ የት
w 0 - የመወዛወዝ ድግግሞሽ ድግግሞሽ;
W በ oscillatory ሥርዓት ውስጥ የተከማቸ ኃይል ነው;
P - የኃይል መጥፋት.

ይህ ግቤት የኃይል ምጥጥን ስለሚያሳይ ልኬት የሌለው መጠን ነው።

አንድ ተስማሚ oscillatory የወረዳ ምንድን ነው

በዚህ ስርዓት ውስጥ ያሉትን ሂደቶች የበለጠ ለመረዳት, የፊዚክስ ሊቃውንት የሚባሉትን አወጡ ተስማሚ የመወዛወዝ ዑደት. ይህ የሂሳብ ሞዴል, ወረዳውን ከዜሮ መቋቋም ጋር እንደ ስርዓት በመወከል. ያልተነካኩ የሃርሞኒክ ንዝረቶች በእሱ ውስጥ ይነሳሉ. ይህ ሞዴል ለኮንቱር መለኪያዎች ግምታዊ ስሌት ቀመሮችን እንድናገኝ ያስችለናል. ከእነዚህ መለኪያዎች ውስጥ አንዱ አጠቃላይ ኃይል ነው

ወ = (L*I 2)/2.

እንደነዚህ ያሉ ማቅለሎች ስሌቶችን በከፍተኛ ሁኔታ ያፋጥናሉ እና በተሰጡት አመልካቾች የወረዳውን ባህሪያት ለመገምገም ያስችላሉ.

እንዴት እንደሚሰራ?

የ oscillatory ወረዳ አጠቃላይ የአሠራር ዑደት በሁለት ክፍሎች ሊከፈል ይችላል. አሁን በእያንዳንዱ ክፍል ውስጥ የሚከሰቱትን ሂደቶች በዝርዝር እንመረምራለን.

የመጀመሪያ ደረጃ:የ capacitor ሳህን, አዎንታዊ ክስ, የወረዳ ወደ የአሁኑ በመልቀቅ, መፍሰስ ይጀምራል. በዚህ ጊዜ, አሁኑኑ ከአዎንታዊ ክፍያ ወደ አሉታዊ, በመጠምዘዣው ውስጥ ያልፋል. በዚህ ምክንያት ኤሌክትሮማግኔቲክ ማወዛወዝ በወረዳው ውስጥ ይነሳሉ. የአሁኑ, በመጠምጠሚያው ውስጥ ካለፈ በኋላ, ወደ ሁለተኛው ሰሃን አልፏል እና በአዎንታዊ መልኩ ያስከፍላል (የመጀመሪያው ንጣፍ, አሁን የሚፈስበት, አሉታዊ በሆነ መልኩ ይከፈላል).
ሁለተኛ ደረጃ፡በትክክል ይከሰታል የተገላቢጦሽ ሂደት. አሁኑኑ ከአዎንታዊው ጠፍጣፋ (በመጀመሪያው ላይ አሉታዊ ነበር) ወደ አሉታዊ, እንደገና በጥቅል ውስጥ ያልፋል. እና ሁሉም ክሶች ወደ ቦታው ይወድቃሉ.

በ capacitor ላይ ክፍያ እስኪፈጠር ድረስ ዑደቱ ይደጋገማል. በጥሩ የመወዛወዝ ዑደት ውስጥ, ይህ ሂደት ማለቂያ በሌለው ሁኔታ ይከሰታል, ነገር ግን በእውነቱ, የኃይል ኪሳራዎች ምክንያት የማይቀር ነው. የተለያዩ ምክንያቶችበወረዳው ውስጥ ተቃውሞ በመኖሩ ምክንያት የሚከሰት ማሞቂያ (የጆል ሙቀት) እና የመሳሰሉት.

የወረዳ ንድፍ አማራጮች

በስተቀር ቀላል ወረዳዎች"coil-capacitor" እና "coil-resistor-capacitor", ሌሎች አማራጮች አሉ oscillatory circuit እንደ መሰረት ይጠቀማሉ. ይህ, ለምሳሌ, አንድ የኤሌክትሪክ የወረዳ አንድ ኤለመንት ሆኖ መኖሩን ውስጥ የሚለየው, ትይዩ የወረዳ ነው (ምክንያቱም, በተናጠል ይኖር ከሆነ, ይህ ርዕስ ውስጥ የተብራራ ነበር ይህም ተከታታይ የወረዳ, ይሆናል).

የተለያዩ የኤሌክትሪክ ክፍሎችን የሚያካትቱ ሌሎች የዲዛይን ዓይነቶችም አሉ. ለምሳሌ, ትራንዚስተርን ከአውታረ መረቡ ጋር ማገናኘት ይችላሉ, ይህም ወረዳውን በመክፈት እና በወረዳው ውስጥ ካለው የመወዛወዝ ድግግሞሽ ጋር እኩል የሆነ ድግግሞሽ ይዘጋዋል. ስለዚህ, በስርዓቱ ውስጥ ያልተዳከሙ ማወዛወዝ ይመሰረታል.

የመወዛወዝ ዑደት የት ጥቅም ላይ ይውላል?

ለእኛ በጣም የተለመደው የወረዳ አካላት አጠቃቀም ኤሌክትሮማግኔቶች ናቸው። እነሱ, በተራው, በ intercoms, ኤሌክትሪክ ሞተሮች, ዳሳሾች እና ሌሎች ብዙ ተራ ባልሆኑ አካባቢዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላሉ. ሌላ መተግበሪያ oscillator ነው. በእርግጥ ይህ የወረዳ አጠቃቀም ለእኛ በጣም የተለመደ ነው በዚህ ቅጽ ውስጥ ማይክሮዌቭ ውስጥ ሞገዶችን ለመፍጠር እና በሞባይል እና በሬዲዮ ግንኙነቶች ውስጥ መረጃን በርቀት ለማስተላለፍ ጥቅም ላይ ይውላል። ይህ ሁሉ የሚከሰተው በንዝረት ምክንያት ነው ኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶችመረጃን በረዥም ርቀት ለማስተላለፍ በሚያስችል መንገድ መመዝገብ ይችላል።

ኢንዳክተሩ ራሱ እንደ ትራንስፎርመር አካል ሆኖ ሊያገለግል ይችላል-ሁለት ጥቅልሎች ከ ጋር የተለያዩ ቁጥሮችጠመዝማዛዎች የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክን በመጠቀም ክፍያቸውን ማስተላለፍ ይችላሉ። ነገር ግን የሶላኖይዶች ባህሪያት የተለያዩ ስለሆኑ እነዚህ ሁለት ኢንደክተሮች የተገናኙባቸው ሁለት ወረዳዎች ውስጥ ያሉት የአሁኑ አመልካቾች ይለያያሉ. ስለዚህ, በ 220 ቮልት የቮልቴጅ መጠን ወደ 12 ቮልት የቮልቴጅ መጠን መቀየር ይቻላል.

ማጠቃለያ

የ oscillatory ወረዳውን አሠራር እና እያንዳንዱን ክፍሎቹን በተናጠል መርምረናል. የመወዛወዝ ዑደት ኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶችን ለመፍጠር የተነደፈ መሳሪያ መሆኑን ተምረናል. ሆኖም, እነዚህ ቀላል የሚመስሉ ንጥረ ነገሮች ውስብስብ ሜካኒክስ መሰረታዊ ነገሮች ብቻ ናቸው. ስለ ወረዳው ውስብስብነት እና ስለ ክፍሎቹ ከልዩ ጽሑፎች የበለጠ ማወቅ ይችላሉ።

በወረዳው ውስጥ ነፃ መወዛወዝ.

በቀደሙት ክፍሎች ውስጥ የተብራሩት ተለዋጭ የአሁን ወረዳዎች ጥንድ ንጥረ ነገሮች - capacitor እና ኢንዳክተር - አንድ ዓይነት ይመሰርታሉ። የመወዛወዝ ስርዓት. አሁን ይህ በእርግጥ እንደ ሆነ እናሳያለን ፣ እነዚህን ንጥረ ነገሮች ብቻ ባቀፈ ሰንሰለት (ምስል 669) ፣ ነፃ ንዝረቶች እንኳን ይቻላል ፣ ማለትም ፣ ያለሱ። የውጭ ምንጭኢ.ኤም.ኤፍ.

ሩዝ. 669
ስለዚህ, capacitor እና ኢንዳክተር ያካተተ ወረዳ (ወይም የሌላ ወረዳ አካል) ይባላል oscillatory የወረዳ.
የ capacitor ቻርጅ qo እንዲሞላ ያድርጉ እና ከዚያ ኢንዳክተርን ከእሱ ጋር ያገናኙት። ይህ አሰራር ወረዳን በመጠቀም ለማከናወን ቀላል ነው, ስዕሉ በምስል ውስጥ ይታያል. 670፡ በመጀመሪያ ቁልፉ በቦታ ተቆልፏል 1 , capacitor ከምንጩ emf ጋር እኩል የሆነ ቮልቴጅ ሲሞላ, ከዚያ በኋላ ቁልፉ ወደ ቦታዎቹ ይጣላል. 2 , ከዚያ በኋላ የ capacitor በጥቅል በኩል መፍሰስ ይጀምራል.

ሩዝ. 670
የ capacitor ክፍያ በጊዜ ላይ ያለውን ጥገኛ ለመወሰን q(t)የኦሆም ህግ ይተገበራል, በዚህ መሠረት በ capacitor ላይ ያለው ቮልቴጅ U C = q/Cእኩል ነው። በራስ ተነሳሽነት emf, በጥቅሉ ውስጥ የሚነሱ

እዚህ ላይ “ፕራይም” ማለት ከጊዜ ጋር የተዛመደ ማለት ነው።
ስለዚህ, እኩልታው ትክክለኛ ሆኖ ይወጣል

ይህ እኩልታ ሁለት የማይታወቁ ተግባራትን ይዟል - እንደ ክፍያው ጊዜ ይወሰናል q(t)እና የአሁኑ ጥንካሬ እኔ(ት), ስለዚህ ሊፈታ አይችልም. ይሁን እንጂ የአሁኑ ጥንካሬ የ capacitor ክፍያ የመነጨ ነው q / (t) = I(t), ስለዚህ የአሁኑ የመነጨው ክፍያ ሁለተኛው ተዋጽኦ ነው

ይህንን ግንኙነት ከግምት ውስጥ በማስገባት ቀመር (1) በቅጹ ላይ እንደገና እንጽፋለን

በሚያስደንቅ ሁኔታ, ይህ እኩልነት በደንብ ከተጠናው እኩልዮሽ ጋር ሙሉ በሙሉ ይጣጣማል harmonic ንዝረቶች(የማይታወቅ ተግባር ሁለተኛ ተዋጽኦ ከዚህ ተግባር ጋር ተመጣጣኝ ነው ከተመጣጣኝ አሉታዊ ቅንጅት ጋር x // = -ω o 2 x)! ስለዚህ, የዚህ እኩልታ መፍትሄ የሃርሞኒክ ተግባር ነው

በክብ ድግግሞሽ

ይህ ቀመር ይወስናል የ oscillatory የወረዳ የተፈጥሮ ድግግሞሽ. በዚህ መሠረት የ capacitor ክፍያ (እና በወረዳው ውስጥ ያለው የአሁኑ) የመወዛወዝ ጊዜ እኩል ነው.

የመወዛወዝ ጊዜ የሚፈጠረው አገላለጽ ይባላል የጄ ቶምፕሰን ቀመር.
እንደተለመደው, የዘፈቀደ መለኪያዎችን ለመወሰን ሀ, φ ቪ አጠቃላይ ውሳኔ(4) መዘጋጀት አለበት የመጀመሪያ ሁኔታዎች- ክፍያ እና የአሁኑ ጥንካሬ በጊዜው የመጀመሪያ ጊዜ። በተለይም ፣ ለተጠቀሰው የወረዳው ምሳሌ በምስል። 670, የመጀመሪያ ሁኔታዎች ቅጽ አላቸው: በ t = 0, q = qo, እኔ = 0, ስለዚህ የ capacitor ክፍያ በጊዜ ላይ ያለው ጥገኛነት በተግባሩ ይገለጻል

እና አሁን ያለው ጥንካሬ በህጉ መሰረት በጊዜ ይለወጣል

ከላይ ያለው የ oscillatory circuit ግምት ግምታዊ ነው - ማንኛውም እውነተኛ ዑደት አለው ንቁ ተቃውሞ(የማገናኘት ሽቦዎች እና የሽብል ጠመዝማዛዎች).

ሩዝ. 671
ስለዚህ ፣ በቀመር (1) ፣ በዚህ ንቁ ተቃውሞ ላይ ያለው የቮልቴጅ ውድቀት ግምት ውስጥ መግባት አለበት ፣ ስለዚህ ይህ ቀመር ቅጹን ይወስዳል።

በክፍያ እና አሁን ባለው ጥንካሬ መካከል ያለውን ግንኙነት ግምት ውስጥ በማስገባት ወደ ቅጹ ይለወጣል

ይህ እኩልነት ለእኛም የተለመደ ነው - ይህ የእርጥበት ማወዛወዝ እኩልነት ነው።

እና የመቀነስ ቅንጅት, አንድ ሰው እንደሚጠብቀው, ከወረዳው ንቁ ተቃውሞ ጋር ተመጣጣኝ ነው β = አር/ኤል.
በ oscillatory circuit ውስጥ የሚከሰቱ ሂደቶች የኃይል ጥበቃ ህግን በመጠቀም ሊገለጹ ይችላሉ. የወረዳውን ንቁ የመቋቋም ችሎታ ችላ የምንል ከሆነ ፣ የ capacitor የኤሌክትሪክ መስክ እና የኩምቢው መግነጢሳዊ መስክ ኃይል ድምር በቋሚው ይቆያል ፣ ይህም በቀመርው ይገለጻል።

እሱም ደግሞ በቀመር (5) ከተወሰነ ድግግሞሽ ጋር የሃርሞኒክ ንዝረቶች እኩልነት ነው። በእሱ መልክ፣ ይህ እኩልታ በሜካኒካዊ ንዝረቶች ወቅት ከኃይል ጥበቃ ህግ ከተከተሉት እኩልታዎች ጋር ይዛመዳል። መወዛወዝን የሚገልጹ እኩልታዎች ከመሆናቸው የተነሳ የኤሌክትሪክ ክፍያ capacitor ሜካኒካዊ ንዝረትን ከሚገልጹ እኩልታዎች ጋር ተመሳሳይ ናቸው, ከዚያም በማወዛወዝ ዑደት ውስጥ በሚከሰቱ ሂደቶች እና በማንኛውም ሂደቶች መካከል ተመሳሳይነት ሊፈጠር ይችላል. ሜካኒካል ስርዓት. በስእል. 672 እንዲህ ዓይነቱ ተመሳሳይነት ለሂሳብ ፔንዱለም መወዛወዝ ተዘጋጅቷል. በዚህ ሁኔታ, አናሎግዎች "capacitor charge" ናቸው q(t)- የፔንዱለም ማጠፍ አንግል φ(ቲ)"እና" የአሁኑ ጥንካሬ እኔ (t) = q / (t)- የፔንዱለም ፍጥነት ቪ(ቲ)».

ሩዝ. 672
ይህንን ተመሳሳይነት በመጠቀም በወረዳው ውስጥ ያለውን የኃይል መሙያ እና የኤሌክትሪክ ፍሰትን ሂደት በጥራት እንገልፃለን። መጀመሪያ ቅጽበት ላይ capacitor ክስ, የኤሌክትሪክ የአሁኑ ዜሮ ነው, ኃይል ሁሉ ኃይል ኤሌክትሪክ መስክ capacitor ውስጥ (ይህም pendulum ያለውን equilibrium POSITION ከ ከፍተኛው መዛባት ጋር ተመሳሳይ ነው). ከዚያም capacitor መፍሰስ ይጀምራል, የአሁኑ ይጨምራል, እና ራስ-የሚያነቃቃ emf ወደ መጠምጠሚያው ውስጥ ይታያል, ይህም የአሁኑ መጨመር ይከላከላል; የ capacitor ኃይል እየቀነሰ ይሄዳል ፣ ወደ የኩምቢው መግነጢሳዊ መስክ ኃይል ይለወጣል (አናሎግ - ፔንዱለም በከፍተኛ ፍጥነት ወደ ታችኛው ነጥብ ይንቀሳቀሳል)። በ capacitor ላይ ያለው ክፍያ በሚሆንበት ጊዜ ከዜሮ ጋር እኩል ነው።, የአሁኑ ከፍተኛው ዋጋ ይደርሳል, እና ሁሉም ሃይል ወደ መግነጢሳዊ መስክ ኃይል ይቀየራል (ፔንዱለም ዝቅተኛው ነጥብ ላይ ደርሷል, ፍጥነቱ ከፍተኛ ነው). ከዚያም መግነጢሳዊ መስክ እየቀነሰ ይሄዳል, ራስን induction EMF በተመሳሳይ አቅጣጫ የአሁኑን ይጠብቃል ሳለ capacitor መሙላት ሲጀምር, እና capacitor ሰሌዳዎች ላይ ክፍያዎች ምልክቶች የመጀመሪያ ስርጭት ተቃራኒ ናቸው (analogue - ፔንዱለም). ወደ ተቃራኒው የመጀመሪያ ከፍተኛ ልዩነት ይንቀሳቀሳል)። ከዚያም በወረዳው ውስጥ ያለው ጅረት ይቆማል, እና የ capacitor ክፍያ እንደገና ከፍተኛ ይሆናል, ነገር ግን በተቃራኒው ምልክት (ፔንዱለም ከፍተኛውን ማዞር ላይ ደርሷል), ከዚያ በኋላ ሂደቱ በተቃራኒው አቅጣጫ ይደገማል.

የማንኛውንም ተለዋጭ የአሁኑ ጀነሬተር የአሠራር ድግግሞሽን የሚወስነው ዋናው መሣሪያ የንዝረት ዑደት ነው. የማወዛወዝ ዑደት (ምስል 1) ኢንዳክተርን ያካትታል ኤል(ይመልከቱ) ፍጹም መያዣ, ኮይል ኦሚክ መከላከያ በማይኖርበት ጊዜ) እና መያዣው ሲእና ተዘግቷል ይባላል. የጠመዝማዛ ባህሪው ኢንደክሽን ነው, እሱ የተሰየመ ነው ኤልእና በሄንሪ (H) ውስጥ ሲለካ, አቅም (capacitor) በ capacitance ተለይቶ ይታወቃል ሲበፋራዶች (ኤፍ) የሚለካው.

በመጀመርያው ቅጽበት የ capacitor በእንደዚህ ዓይነት መንገድ እንዲሞሉ ይፍቀዱ (ምስል 1) በአንዱ ሳህኖቹ ላይ በአንዱ ላይ ክፍያ አለ + ጥ 0, እና በሌላ - ክፍያ - ጥ 0 . በዚህ ሁኔታ, በ capacitor ሳህኖች መካከል ኃይል ያለው የኤሌክትሪክ መስክ ይፈጠራል

በ capacitor ሰሌዳዎች ላይ ያለው ስፋት (ከፍተኛ) ቮልቴጅ ወይም እምቅ ልዩነት የት አለ.

ዑደቱን ከዘጉ በኋላ, የ capacitor መፍሰስ ይጀምራል እና የኤሌክትሪክ ፍሰት በወረዳው ውስጥ ይፈስሳል (ምስል 2), ዋጋው ከዜሮ ወደ ከፍተኛው እሴት ይጨምራል. ተለዋዋጭ መጠን ያለው ጅረት በወረዳው ውስጥ ስለሚፈስ፣ በራሱ የሚሠራ emf በጥቅል ውስጥ ገብቷል፣ ይህም የ capacitor እንዳይወጣ ይከላከላል። ስለዚህ, capacitor የማውጣቱ ሂደት ወዲያውኑ አይከሰትም, ግን ቀስ በቀስ. በእያንዳንዱ ቅጽበት, በ capacitor ሰሌዳዎች ላይ ያለው እምቅ ልዩነት

(የ capacitor ክፍያ በአንድ የተወሰነ ጊዜ የት ነው) በጥቅሉ ላይ ካለው እምቅ ልዩነት ጋር እኩል ነው, ማለትም. ከራስ-ማስተዋወቅ emf ጋር እኩል ነው


ምስል.1	ምስል.2

የ capacitor ሙሉ በሙሉ ሲወጣ እና , በጥቅሉ ውስጥ ያለው የአሁኑ ከፍተኛ እሴቱ ይደርሳል (ምሥል 3). በዚህ ጊዜ የኩምቢው መግነጢሳዊ መስክ መነሳሳት ከፍተኛ ነው, እና የመግነጢሳዊ መስክ ኃይል እኩል ይሆናል.

ከዚያም የአሁኑ ጊዜ መቀነስ ይጀምራል, እና ክፍያው በ capacitor ሰሌዳዎች ላይ ይከማቻል (ምስል 4). የአሁኑ ወደ ዜሮ ሲቀንስ, የ capacitor ክፍያ ከፍተኛውን እሴት ላይ ይደርሳል ጥ 0, ነገር ግን ሳህኑ, ቀደም ሲል በአዎንታዊ መልኩ ተሞልቷል, አሁን በአሉታዊ መልኩ ይሞላል (ምስል 5). ከዚያም capacitor እንደገና መፍሰስ ይጀምራል, እና የወረዳ ውስጥ የአሁኑ ወደ ተቃራኒ አቅጣጫ ይፈስሳሉ.

ስለዚህ ከአንዱ capacitor ሳህን ወደ ሌላው በኢንደክተሩ በኩል የሚፈሰው የኃይል መሙያ ሂደት ደጋግሞ ይደገማል። በወረዳው ውስጥ አሉ ይላሉ ኤሌክትሮማግኔቲክ ንዝረቶች. ይህ ሂደት በ capacitor ላይ ባለው የኃይል መሙያ እና የቮልቴጅ መጠን መለዋወጥ ፣ በጥቅሉ ውስጥ ያለው የአሁኑ ጥንካሬ ፣ ግን ደግሞ ከኤሌክትሪክ መስክ ወደ መግነጢሳዊ መስክ እና በተቃራኒው የኃይል ሽግግር ጋር የተያያዘ ነው።


ምስል.3	ምስል.4

የ capacitor ከፍተኛውን የቮልቴጅ ኃይል መሙላት የሚከሰተው በንዝረት ዑደት ውስጥ ምንም የኃይል ኪሳራ ከሌለ ብቻ ነው. እንዲህ ዓይነቱ ኮንቱር ተስማሚ ተብሎ ይጠራል.

በእውነተኛ ወረዳዎች ውስጥ የሚከተሉት የኃይል ኪሳራዎች ይከሰታሉ

1) የሙቀት ኪሳራ, ምክንያቱም አር ¹ 0;

2) የ capacitor መካከል dielectric ውስጥ ኪሳራ;

3) በኬል ኮር ውስጥ የጅብ ኪሳራ;

4) የጨረር ኪሳራዎች, ወዘተ. እነዚህን የኃይል ኪሳራዎች ችላ ካልን, ከዚያም ያንን መጻፍ እንችላለን, ማለትም.

ይህ ሁኔታ በተሟላበት ተስማሚ የመወዛወዝ ዑደት ውስጥ የሚከሰቱ ማወዛወዝ ይባላሉ ፍርይ, ወይም የራሱ, የወረዳ ንዝረቶች.

በዚህ ሁኔታ ቮልቴጅ ዩ(እና ክፍያ ጥ) በሃርሞኒክ ህግ መሰረት በ capacitor ለውጦች ላይ፡-

የት n የ oscillatory circuit ተፈጥሯዊ ድግግሞሽ, w 0 = 2pn የተፈጥሮ (ክብ) ድግግሞሽ ነው. በወረዳው ውስጥ የኤሌክትሮማግኔቲክ ማወዛወዝ ድግግሞሽ እንደሚከተለው ይገለጻል

ጊዜ ቲ- በ capacitor ላይ ያለው የቮልቴጅ አንድ ሙሉ ማወዛወዝ እና በወረዳው ውስጥ ያለው የአሁኑ ጊዜ የሚከሰትበት ጊዜ ይወሰናል. የቶምሰን ቀመር

በወረዳው ውስጥ ያለው ጥንካሬም እንደ ሃርሞኒክ ህግ ይቀየራል፣ ነገር ግን ከቮልቴጅ በኋላ በደረጃ በ . ስለዚህ, በወረዳው ውስጥ ያለው የአሁኑ ጥንካሬ በጊዜ ላይ ያለው ጥገኛ ቅፅ ይኖረዋል

. (9)

ምስል 6 የቮልቴጅ ለውጦችን ግራፎች ያሳያል ዩበ capacitor እና በአሁን ጊዜ አይበጥቅል ውስጥ ተስማሚ የሆነ የመወዛወዝ ዑደት.

በእውነተኛው ዑደት ውስጥ በእያንዳንዱ ማወዛወዝ ጉልበቱ ይቀንሳል. በ capacitor ላይ ያለው የቮልቴጅ ስፋት እና በወረዳው ውስጥ ያለው የቮልቴጅ መጠን ይቀንሳል፤ እንዲህ ያሉት ንዝረቶች እርጥበታማ ይባላሉ። በዋና oscillators ውስጥ ጥቅም ላይ ሊውሉ አይችሉም, ምክንያቱም መሣሪያው ውስጥ ይሰራል ምርጥ ጉዳይበ pulse ሁነታ.


ምስል.5	ምስል.6

ለማግኘት የማያቋርጥ ማወዛወዝበመድኃኒት ውስጥ ጥቅም ላይ የዋሉትን ጨምሮ በተለያዩ የመሣሪያዎች ድግግሞሽ የኃይል ኪሳራዎችን ማካካስ አስፈላጊ ነው።

የኤሌክትሮማግኔቲክ ንዝረቶች - ይህ ወቅታዊ ለውጦችበጊዜ, በኤሌክትሪክ ዑደት ውስጥ የኤሌክትሪክ እና ማግኔቲክ መጠኖች.

ፍርይእነዚህ ይባላሉ መለዋወጥ, በተዘጋ ስርዓት ውስጥ የሚነሱት የዚህ ስርዓት ከመረጋጋት ሚዛን መዛባት የተነሳ ነው.

ማወዛወዝ ሲከሰት ቀጣይነት ያለው ሂደትየአንድን ስርዓት ኃይል ከአንድ ቅጽ ወደ ሌላ መለወጥ. የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ማወዛወዝ በሚፈጠርበት ጊዜ ልውውጥ በዚህ መስክ በኤሌክትሪክ እና ማግኔቲክ ክፍሎች መካከል ብቻ ሊከናወን ይችላል. በጣም ቀላሉ ስርዓትይህ ሂደት ሊከሰት የሚችልበት ቦታ ነው oscillatory የወረዳ.

ተስማሚ የመወዛወዝ ዑደት (LC ወረዳ) - የኤሌክትሪክ ዑደትኢንደክተር ኮይልን ያካተተ ኤልእና አቅም ያለው capacitor ሲ.

የኤሌክትሪክ መከላከያ ካለው እውነተኛ የመወዛወዝ ዑደት በተለየ አር, የኤሌክትሪክ መከላከያተስማሚ ኮንቱር ሁል ጊዜ ዜሮ ነው። ስለዚህ, ተስማሚ የመወዛወዝ ዑደት የእውነተኛ ዑደት ቀላል ሞዴል ነው.

ምስል 1 ተስማሚ የመወዛወዝ ዑደት ንድፍ ያሳያል.

የወረዳ ሃይሎች

የ oscillatory የወረዳ አጠቃላይ ኃይል

\(W=W_(ሠ) + W_(m)፣ \; \; \; W_(ሠ) =\dfrac(C\cdot u^(2))(2) = \dfrac(q^(2)) (2C)፣ \; \; \; W_(m) =\dfrac(L\cdot i^(2))(2)፣\)

የት ወ- በተወሰነ ጊዜ ውስጥ የ oscillatory የወረዳ የኤሌክትሪክ መስክ ኃይል; ጋር- የ capacitor የኤሌክትሪክ አቅም; ዩ- በአንድ የተወሰነ ጊዜ በ capacitor ላይ ያለው የቮልቴጅ ዋጋ ፣ ቅ- በአንድ የተወሰነ ጊዜ ውስጥ የ capacitor ክፍያ ዋጋ; ወ.ም- በተወሰነ ጊዜ ውስጥ የ oscillatory የወረዳ መግነጢሳዊ መስክ ኃይል ፣ ኤል- ጥቅል inductance; እኔ- በተወሰነ ጊዜ ውስጥ በጥቅል ውስጥ ያለው የአሁኑ ዋጋ.

በ oscillatory circuit ውስጥ ሂደቶች

በ oscillatory circuit ውስጥ የሚከሰቱትን ሂደቶች እንመልከት.

ዑደቱን ከተመጣጣኝ ቦታ ላይ ለማስወገድ ፣ በፕላቶዎቹ ላይ ክፍያ እንዲከፍል ፣ capacitor እንሞላለን ። ኪ.ሜ(ምስል 2, አቀማመጥ 1 ). ስሌትን ግምት ውስጥ በማስገባት \(U_(m)=\dfrac(Q_(m))(C)))) በ capacitor ላይ ያለውን የቮልቴጅ ዋጋ እናገኛለን። በዚህ ቅጽበት በወረዳው ውስጥ ምንም ወቅታዊ የለም፣ ማለትም፣ እኔ = 0.

በ capacitor የኤሌክትሪክ መስክ ተጽእኖ ስር ቁልፉን ከዘጋ በኋላ, በወረዳው ውስጥ የኤሌክትሪክ ፍሰት ይታያል, የአሁኑ ጥንካሬ እኔበጊዜ ሂደት የሚጨምር. የ capacitor በዚህ ጊዜ መፍሰስ ይጀምራል, ምክንያቱም ኤሌክትሮኖች የአሁኑን (የአሁኑን አቅጣጫ የአዎንታዊ ክፍያዎች እንቅስቃሴ አቅጣጫ እንደተወሰደ አስታውሳችኋለሁ) የ capacitorውን አሉታዊ ሳህን ትተው ወደ አወንታዊው ይምጡ (ምስል 2 ይመልከቱ ፣ አቀማመጥ) 2 ). ከክፍያ ጋር ቅውጥረትም ይቀንሳል ዩ\ (\ ግራ (u = \ dfrac (q) (C) \ ቀኝ) \) የአሁኑ ጥንካሬ በጥቅሉ በኩል ሲጨምር, የራስ-ማስተዋወቅ emf ይነሳል, ይህም የአሁኑን ለውጥ ይከላከላል. በውጤቱም, በመወዛወዝ ዑደት ውስጥ ያለው የአሁኑ ጥንካሬ ከዜሮ ወደ ከፍተኛው እሴት በቅጽበት ሳይሆን በተወሰነ ጊዜ ውስጥ በኩምቢው ኢንደክሽን ይወሰናል.

Capacitor ክፍያ ቅይቀንሳል እና በተወሰነ ጊዜ ከዜሮ ጋር እኩል ይሆናል ( ቅ = 0, ዩ= 0), በጥቅሉ ውስጥ ያለው የአሁኑ የተወሰነ እሴት ይደርሳል እኔ ኤም(ምስል 2 ይመልከቱ, አቀማመጥ 3 ).

የ capacitor (እና የመቋቋም) የኤሌክትሪክ መስክ ከሌለ የአሁኑን ጊዜ የሚፈጥሩ ኤሌክትሮኖች በንቃተ-ህሊና መንቀሳቀስ ይቀጥላሉ. በዚህ ሁኔታ ወደ capacitor ገለልተኛ ሳህን ላይ የሚደርሱ ኤሌክትሮኖች አሉታዊ ክፍያ ይከፍላሉ, እና ኤሌክትሮኖች ገለልተኛውን ሳህን ትተው ለእሱ አዎንታዊ ክፍያ ይሰጣሉ. በ capacitor ላይ ክፍያ መታየት ይጀምራል ቅ(እና ቮልቴጅ ዩ), ግን ተቃራኒ ምልክት፣ ማለትም እ.ኤ.አ. capacitor ተሞልቷል. አሁን የ capacitor አዲሱ የኤሌክትሪክ መስክ ኤሌክትሮኖች እንዳይንቀሳቀሱ ይከላከላል, ስለዚህ የአሁኑ እኔመቀነስ ይጀምራል (ምስል 2 ይመልከቱ, አቀማመጥ 4 ). አሁንም ይህ በቅጽበት አይከሰትም ምክንያቱም አሁን በራስ ተነሳሽነት EMF የአሁኑን መቀነስ ለማካካስ እና "የሚደግፈው" ስለሆነ። እና የአሁኑ ዋጋ እኔ ኤም(እርጉዝ 3 ) ይወጣል ከፍተኛው የአሁኑ ዋጋበወረዳው ውስጥ.

እና እንደገና ፣ በ capacitor ኤሌክትሪክ መስክ ተጽዕኖ ፣ በወረዳው ውስጥ የኤሌክትሪክ ፍሰት ይታያል ፣ ግን ይመራል ። በተቃራኒው በኩል, የአሁኑ ጥንካሬ እኔበጊዜ ሂደት የሚጨምር. እና capacitor በዚህ ጊዜ ይለቀቃል (ምሥል 2 ይመልከቱ, አቀማመጥ 6 ) ወደ ዜሮ (ምስል 2 ይመልከቱ, አቀማመጥ 7 ). እናም ይቀጥላል.

በ capacitor ላይ ክፍያ ጀምሮ ቅ(እና ቮልቴጅ ዩ) የኤሌክትሪክ መስክ ጉልበቱን ይወስናል ወ\(\ ግራ(W_(e)=\dfrac(q^(2)))(2C)=\dfrac(C \cdot u^(2))(2) \right),\) እና አሁን ያለው ጥንካሬ በ ጥቅልል እኔ- መግነጢሳዊ መስክ ኃይል ወ.ም\(\ ግራ(W_(m)=\dfrac(L \cdot i^(2))(2)\right)\)ከዚያም በሃይል፣በቮልቴጅ እና በወቅት ላይ ከሚደረጉ ለውጦች ጋር ኢነርጂም ይለወጣል።

በሠንጠረዡ ውስጥ ያሉ ስያሜዎች፡-

\(W_(e \, \max) =\dfrac(Q_(m)^(2))(2C) =\dfrac(C\cdot U_(m)^(2))(2)፣ \; \; \; W_(e W_(e \, 4) =\dfrac(q_(4)^(2))(2C) =\dfrac(C\cdot u_(4)^(2))(2)፣ \; \; \; W_(e\, 6) =\dfrac(q_(6)^(2))(2C) =\dfrac(C\cdot u_(6)^(2))(2)፣\)

\(ደብሊው_(m\; \max) =\dfrac(L\cdot I_(m)^(2))(2), \; \; \; W_(m2) =\dfrac(L\cdot i_(2) )^(2))(2)፣ \; \; \; W_(m4) =\dfrac(L\cdot i_(4)^(2))(2)፣ \; \; \; W_(m6) =\dfrac(L\cdot i_(6)^(2))(2))

የአንድ ሃሳባዊ የመወዛወዝ ዑደት አጠቃላይ ኃይል በጊዜ ሂደት ተጠብቆ ይቆያል ምክንያቱም ምንም የኃይል ኪሳራ የለም (ምንም መቋቋም)። ከዚያም

\(ወ=ወ_(e\, \max) = ወ_(ሜ

በመሆኑም, አንድ ተስማሚ ውስጥ ኤል.ሲ.- ወረዳው ወቅታዊ ለውጦችን ያደርጋል እኔ, ክፍያ ቅእና ቮልቴጅ ዩ, እና የወረዳው አጠቃላይ ኃይል ቋሚ ሆኖ ይቆያል. በዚህ ጉዳይ ላይ በወረዳው ውስጥ ችግሮች እንዳሉ ይናገራሉ ነፃ ኤሌክትሮማግኔቲክ ማወዛወዝ.

ነፃ ኤሌክትሮማግኔቲክ ማወዛወዝበወረዳው ውስጥ - እነዚህ በ capacitor ሰሌዳዎች ላይ ባለው ክፍያ ላይ ወቅታዊ ለውጦች ፣ በወረዳው ውስጥ ያለው የአሁኑ እና የቮልቴጅ ፣ ከውጭ ምንጮች ኃይልን ሳይወስዱ የሚከሰቱ ናቸው።

ስለዚህ, በወረዳው ውስጥ የነፃ ኤሌክትሮማግኔቲክ ማወዛወዝ መከሰቱ የ capacitor መሙላት እና በኩምቢው ውስጥ የራስ-አመጣጣኝ emf መከሰቱ ምክንያት ነው, ይህም ይህን መሙላት "ያቀርባል". የ capacitor ክፍያ መሆኑን ልብ ይበሉ ቅእና በጥቅሉ ውስጥ ያለው የአሁኑ እኔየእነሱን ማሳካት ከፍተኛ ዋጋዎች ኪ.ሜእና እኔ ኤምበተለያዩ ጊዜያት.

በወረዳው ውስጥ ነፃ የኤሌክትሮማግኔቲክ ማወዛወዝ የሚከሰቱት በሃርሞኒክ ህግ መሰረት ነው፡-

\(q=Q_(m) \cdot \cos \ ግራ(\omega \cdot t+\varphi _(1) \ right), \; \; \; u=U_(m) \cdot \cos \ ግራ(\ ኦሜጋ \cdot t+\varphi _(1) \ቀኝ), \; \; \; i=I_(m) \cdot \cos \ ግራ(\omega \cdot t+\varphi _(2) \ቀኝ)\)

በየትኛው ጊዜ ውስጥ በጣም አጭር ጊዜ ኤል.ሲ.- ወረዳው ወደ መጀመሪያው ሁኔታው ይመለሳል (ወደ የመጀመሪያ እሴትየሰሌዳ ክፍያ) በወረዳው ውስጥ የነፃ (ተፈጥሯዊ) ኤሌክትሮማግኔቲክ ማወዛወዝ ጊዜ ይባላል።

የነጻ ኤሌክትሮማግኔቲክ ማወዛወዝ ጊዜ ኤል.ሲ.ኮንቱር የሚወሰነው በቶምሰን ቀመር ነው፡-

\(T=2\pi \cdot \sqrt(L\cdot C)፣\;\;\; \ኦሜጋ =\dfrac(1)(\sqrt(L\cdot C)))።\)

ከሜካኒካል ተመሳሳይነት አንፃር የፀደይ ፔንዱለም ግጭት ከሌለው ተስማሚ የመወዛወዝ ዑደት ጋር ይዛመዳል ፣ እና እውነተኛው - ከግጭት ጋር። በግጭት ኃይሎች ድርጊት ምክንያት, ንዝረቶች የፀደይ ፔንዱለምበጊዜ ደበዘዘ።

* የቶምሰን ቀመር አመጣጥ

የ ሃሳባዊ ጠቅላላ ኃይል ጀምሮ ኤል.ሲ.- ኮንቱር; ከድምሩ ጋር እኩል ነው።ጉልበቶች ኤሌክትሮስታቲክ መስክ capacitor እና የኩምቢው መግነጢሳዊ መስክ ተጠብቆ ይቆያል, ከዚያ በማንኛውም ጊዜ እኩልነቱ ትክክለኛ ነው

\(ወ=\dfrac(Q_(m)^(2))(2C)=\dfrac(L\cdot I_(m)^(2))(2)=\dfrac(q^(2))(2C)) ) +\dfrac(L\cdot i^(2))(2) =(\rm const)\)

ውስጥ የመወዛወዝ እኩልታ እናገኛለን ኤል.ሲ.- የኃይል ጥበቃ ህግን በመጠቀም ሰርኩ. አገላለጹን ከለየለት ጠቅላላ ጉልበትየሚለውን እውነታ ግምት ውስጥ በማስገባት በጊዜ

\(ወ"=0, \;\;\; q"=i, \;\;\; i"=q"",\)

በጥሩ ወረዳ ውስጥ ነፃ ንዝረቶችን የሚገልጽ እኩልታ እናገኛለን

\(\ግራ(\dfrac(q^(2)))(2C) +\dfrac(L\cdot i^(2))(2) \ቀኝ)^(()) =\dfrac(q)(C) ) \cdot q"+L\cdot i\cdot i" = \dfrac(q)(C) \cdot q"+L\cdot q"\cdot q""=0,\)

\(\dfrac(q)(C) +L\cdot q"=0,\; \; \; \; q""+\dfrac(1)(L\cdot C) \cdot q=0.\ )

እንደገና በመጻፍ ላይ፡-

\(q""+\ኦሜጋ ^(2) \cdot q=0፣\)

ይህ ከሳይክል ድግግሞሽ ጋር የሃርሞኒክ ንዝረቶች እኩልነት መሆኑን እናስተውላለን

\(\omega =\dfrac(1)(\sqrt(L\cdot C)))።

በዚህ መሠረት, የታሰበው የመወዛወዝ ጊዜ

\(T=\dfrac(2\pi)(\omega) =2\pi \cdot \sqrt(L\cdot C))

ስነ-ጽሁፍ

ዚልኮ, ቪ.ቪ. ፊዚክስ: የመማሪያ መጽሐፍ. ለ 11 ኛ ክፍል አጠቃላይ ትምህርት መመሪያ. ትምህርት ቤት ከሩሲያኛ ቋንቋ ስልጠና / V.V. ዚልኮ፣ ኤል.ጂ. ማርክቪች. - ሚንስክ: ናር. አስቬታ, 2009. - ገጽ 39-43.