жаңылыктар

Чынжырга индукторлорду жана конденсаторлорду койгондо эмне болот? Салкын бир нерсе - бул чындыгында маанилүү.
Сиз ар кандай түрдөгү индукторлорду жасай аласыз, бирок эң кеңири таралган түрү цилиндрдик катушка - электромагниттик.
Ток биринчи циклден өткөндө, ал башка циклдерден өткөн магнит талаасын пайда кылат. Амплитудасы өзгөрбөсө, магнит талаасы чындап эле эч кандай таасир этпейт. Өзгөрүлүп жаткан магнит талаасы башка чынжырларда электр талааларын жаратат. бул электр талаасы батарея сыяктуу электр потенциалынын өзгөрүшүн жаратат.
Акыр-аягы, бизде токтун өзгөрүү ылдамдыгына пропорционалдуу потенциалдуу айырмасы бар түзүлүш бар (анткени ток магнит талаасын пайда кылат). Муну төмөнкүчө жазса болот:
Бул теңдемеде эки нерсени белгилей кетүү керек. Биринчиден, L - индуктивдүүлүк. Бул электромагниттин геометриясына (же сизде кандай формада болбосун) көз каранды жана анын мааниси Генри түрүндө өлчөнөт. Экинчиден, минус бар. белгиси.Бул индуктордогу потенциалдын өзгөрүшү токтун өзгөрүшүнө карама-каршы экенин билдирет.
Индуктивдүүлүк чынжырда кандай иштейт? Эгер сизде туруктуу ток болсо, анда эч кандай өзгөрүү болбойт (түз ток), андыктан индуктордо потенциалдуу айырма болбойт - ал жок сыяктуу иштейт. жогорку жыштыктагы ток (AC чынжыр), индуктор боюнча чоң потенциал айырмасы болот.
Ошо сыяктуу эле, конденсаторлордун ар кандай конфигурациялары бар. Эң жөнөкөй формада эки параллелдүү өткөргүч плиталар колдонулат, алардын ар бири заряды бар (бирок таза заряды нөлгө барабар).
Бул плиталардын заряды конденсатордун ичинде электр талаасын пайда кылат. Электр талаасынан улам плиталардын ортосундагы электр потенциалы да өзгөрүшү керек. Бул потенциалдык айырманын мааниси заряддын өлчөмүнө жараша болот. Конденсатордогу потенциалдык айырма болушу мүмкүн. деп жазылган:
Бул жерде C - фараддагы сыйымдуулуктун мааниси - бул аппараттын физикалык конфигурациясынан гана көз каранды.
Эгерде ток конденсаторго кирсе, тактадагы заряддын мааниси өзгөрөт. Эгерде туруктуу (же төмөн жыштык) ток болсо, ток потенциалды жогорулатуу үчүн плиталарга заряд кошууну улантат, ошондуктан убакыттын өтүшү менен потенциал акыры ачык чынжыр сыяктуу болуп, конденсатордун чыңалуусу батарейканын чыңалуусуна (же электр менен жабдуунун) барабар болот. Эгер сизде жогорку жыштыктагы ток бар болсо, заряд кошулуп, конденсатордогу плиталардан алынат жана зарядсыз топтолгондо, конденсатор ал жоктой да өзүн алып жүрөт.
Биз заряддалган конденсатор менен башталып, аны индукторго туташтырдык дейли (схемада эч кандай каршылык жок, анткени мен идеалдуу физикалык зымдарды колдонуп жатам). Экөө туташып турган учурду ойлонуп көрүңүз. Которуучу бар деп эсептесек, анда мен тарта алам. төмөнкү диаграмма.
Бул эмне болуп жатат.Биринчиден, ток жок (анткени которгуч ачык). Которуу жабылгандан кийин ток болот, каршылык жок, бул ток чексиздикке секирет.Бирок, токтун бул чоң өсүшү дегенди билдирет индуктор боюнча түзүлгөн потенциал өзгөрөт. Кайсы бир учурда индуктордогу потенциалдык өзгөрүү конденсатордогу өзгөрүүдөн чоңураак болот (анткени конденсатор ток агып жатканда зарядын жоготот), андан кийин ток конденсаторду кайра заряддап алат .Бул процесс кайталана берет-себеби каршылык жок.
Ал LC схемасы деп аталат, анткени анын индуктор (L) жана конденсатор (C) бар - Менимче, бул ачык-айкын. Бүткүл чынжырдын айланасындагы потенциалдуу өзгөрүү нөлгө барабар болушу керек (анткени ал цикл болуп саналат), ошондуктан мен жаза алам:
Q жана I экөө тең убакыттын өтүшү менен өзгөрүп турат. Q менен I ортосунда байланыш бар, анткени ток конденсатордон чыккан заряддын өзгөрүү ылдамдыгы.
Эми менде заряддын өзгөрмөлүү экинчи даражадагы дифференциалдык теңдемеси бар. Бул оңой чечилүүчү теңдеме эмес, мен чечимди таба алам.
Бул пружинанын массасынын чечими менен дээрлик бирдей (бул учурда заряд эмес, абал өзгөрөт). Бирок күтө тур! бул маселени чечүү. Мага төмөнкү баалуулуктардан баштайлы:
Бул маселени сандык түрдө чечүү үчүн, мен маселени кичинекей убакыт кадамдарына бөлөм. Ар бир кадамда мен:
Менимче, бул абдан сонун. Андан да жакшыраак, сиз чынжырдын термелүү мезгилин өлчөсөңүз болот (чычканды колдонуңуз жана убакыттын маанисин табыңыз), андан кийин аны күтүлгөн бурчтук жыштык менен салыштыруу үчүн төмөнкү ыкманы колдонуңуз:
Албетте, сиз программанын айрым мазмунун өзгөртүп, эмне болуп жатканын көрө аласыз - мындан ары да, сиз эч нерсени биротоло жок кылбайсыз.
Жогорудагы модель реалдуу эмес. Чыныгы схемалар (айрыкча индукторлордогу узун зымдар) каршылыкка ээ. Эгерде мен бул резисторду моделиме кошкум келсе, схема төмөнкүдөй болот:
Бул чыңалуу циклинин теңдемесин өзгөртөт. Эми резистордогу потенциалдуу төмөндөө үчүн да термин болот.
Мен төмөнкү дифференциалдык теңдемени алуу үчүн заряд менен токтун ортосундагы байланышты кайрадан колдоно алам:
Резисторду кошкондон кийин, бул татаалыраак теңдеме болуп калат жана биз жөн гана чечимди "болжолдоо" мүмкүн эмес. Бирок, бул маселени чечүү үчүн жогорудагы сандык эсептөөнү өзгөртүү өтө кыйын болбошу керек. Чынында, бир гана өзгөртүү заряддын экинчи туундусун эсептеген сызык. Мен каршылыкты түшүндүрүү үчүн ал жерге терминди коштум (бирок биринчи тартипте эмес). 3 Ом резисторду колдонуу менен, мен төмөнкү натыйжаны алдым (аны иштетүү үчүн ойнотуу баскычын кайра басыңыз).
Ооба, сиз C жана L маанилерин да өзгөртө аласыз, бирок сак болуңуз. Алар өтө төмөн болсо, жыштык өтө жогору болуп, убакыт кадамынын өлчөмүн кичине мааниге өзгөртүү керек.
Модель жасаганыңызда (талдоо же сандык ыкмалар аркылуу), сиз кээде анын мыйзамдуу же толугу менен жасалма экенин билбей каласыз. Модельди сынап көрүүнүн бир жолу аны чыныгы маалыматтар менен салыштыруу. Келгиле, муну кылалы. Бул менин орнотуу.
Бул кандай иштейт. Биринчиден, мен конденсаторлорду заряддоо үчүн үч D-түрү батарейканы колдондум. Мен конденсатордогу чыңалууга карап, конденсатор дээрлик толугу менен заряддалганын айта алам. Андан кийин, батареяны ажыратып, андан кийин өчүргүчтү жабыңыз. конденсаторду индуктор аркылуу разрядтаңыз. Резистор зымдын бир бөлүгү гана - менде өзүнчө резистор жок.
Мен конденсаторлор менен индукторлордун бир нече ар кандай айкалыштарын сынап көрдүм, акыры бир аз иштедим. Бул учурда мен индуктор катары 5 мкФ конденсаторду жана начар көрүнгөн эски трансформаторду колдондум (жогоруда көрсөтүлгөн эмес). индуктивдүүлүк, ошондуктан мен жөн гана бурчтук жыштыкты эсептеп, 13,6 Генри индуктивдүүлүгүн чечүү үчүн өзүмдүн белгилүү сыйымдуулук маанисин колдоном. Каршылык үчүн мен бул маанини омметр менен өлчөөгө аракет кылдым, бирок моделимде 715 Ом маанисин колдонуу жакшы көрүндү. мыкты.
Бул менин сандык моделимдин графиги жана чыныгы чынжырдагы өлчөнгөн чыңалуу (мен Верниердин дифференциалдык чыңалуу зондун убакыттын функциясы катары чыңалууну алуу үчүн колдондум).
Бул кемчиликсиз туура эмес, бирок ал мага жетишерлик жакын. Албетте, мен жакшыраак батуу үчүн параметрлерди бир аз тууралай алам, бирок бул менин моделим жинди эмес экенин көрсөтүп турат деп ойлойм.
Бул LRC схемасынын негизги өзгөчөлүгү L жана C маанилеринен көз каранды болгон табигый жыштыктарга ээ. Мен башкача кылдым дейли. Бул LRC чынжырына термелүү чыңалуу булагын туташтырсам эмне болот? Бул учурда, чынжырдагы максималдуу ток термелүү чыңалуу булагынын жыштыгына көз каранды. Чыңалуу булагы менен LC чынжырынын жыштыгы бирдей болгондо, сиз максималдуу ток аласыз.
Алюминий фольгасы бар түтүк конденсатор, ал эми зымы бар түтүк индуктор. Булар (диод жана наушник) менен бирге кристалл радиону түзөт. Ооба, мен аны бир нече жөнөкөй жабдыктар менен бириктирдим (мен бул YouTube'дагы нускамаларды аткардым. видео).Негизги идея - конденсаторлордун жана индукторлордун маанилерин белгилүү бир радиостанцияга "көңдөө" келтирүү. Мен аны туура иштете албай жатам - менин оюмча, айланасында жакшы AM радиостанциялары жок. (же менин индукторум бузулган). Бирок, мен бул эски кристалл радио комплект жакшыраак иштейт деп таптым.
Мен укпай турган станцияны таптым, ошондуктан менин өзүм жасаган радиостанциям станцияны кабыл алууга жетишсиз болушу мүмкүн деп ойлойм. Бирок бул RLC резонанстык схемасы кантип так иштейт жана андан аудио сигналды кантип аласыз? Мен аны кийинки постто сактайм.
© 2021 Condé Nast. бардык укуктар корголгон. Бул веб-сайтты колдонуу менен, сиз биздин колдонуучу келишимибизди жана купуялык саясатыбызды жана куки билдирүүнү, ошондой эле Калифорниядагы купуялык укуктарыңызды кабыл аласыз. Чекене сатуучулар менен өнөктөштүк өнөктөштүгүбүздүн бир бөлүгү катары Wired бир бөлүгүн алышы мүмкүн. биздин веб-сайт аркылуу сатылып алынган өнүмдөрдүн сатуусу. Condé Nast компаниясынын алдын ала жазуу жүзүндөгү уруксатысыз, бул веб-сайттагы материалдарды көчүрүүгө, таркатууга, өткөрүп берүүгө, кэштоого же башка жол менен пайдаланууга болбойт. Жарнама тандоо