вести

Шта се дешава када ставите индукторе и кондензаторе у коло? Нешто кул - и то је заправо важно.
Можете направити много различитих типова индуктора, али најчешћи тип је цилиндрични калем - соленоид.
Када струја прође кроз прву петљу, она генерише магнетно поље које пролази кроз друге петље. Осим ако се амплитуда не промени, магнетно поље неће имати никакав ефекат. Променљиво магнетно поље генерише електрична поља у другим круговима. Смер овог електричног поља производи промену електричног потенцијала попут батерије.
Коначно, имамо уређај са разликом потенцијала пропорционалном брзини промене струје (јер струја генерише магнетно поље). Ово се може написати као:
У овој једначини треба истаћи две ствари. Прво, Л је индуктивност. Зависи само од геометрије соленоида (или било ког облика који имате), а његова вредност се мери у Хенријевом облику. Друго, постоји минус знак.То значи да је промена потенцијала преко индуктора супротна промени струје.
Како се индуктивност понаша у колу? Ако имате константну струју, онда нема промене (једносмерне струје), тако да нема разлике потенцијала на индуктору - понаша се као да не постоји. Ако постоји високофреквентна струја (наизменична струја), постојаће велика разлика потенцијала преко индуктора.
Исто тако, постоји много различитих конфигурација кондензатора. Најједноставнији облик користи две паралелне проводне плоче, свака са наелектрисањем (али нето наелектрисање је нула).
Наелектрисање на овим плочама ствара електрично поље унутар кондензатора. Због електричног поља, електрични потенцијал између плоча такође мора да се промени. Вредност ове потенцијалне разлике зависи од количине наелектрисања. Разлика потенцијала преко кондензатора може бити написано као:
Овде је Ц вредност капацитивности у фарадима - такође зависи само од физичке конфигурације уређаја.
Ако струја уђе у кондензатор, вредност пуњења на плочи ће се променити. Ако постоји константна (или нискофреквентна) струја, струја ће наставити да додаје наелектрисање плочама да би повећала потенцијал, тако да ће временом потенцијал на крају бити као отворено коло, а напон кондензатора ће бити једнак напону батерије (или напајања). Ако имате струју високе фреквенције, пуњење ће се додати и одузети са плоча у кондензатору, и то без пуњења акумулације, кондензатор ће се понашати као да и не постоји.
Претпоставимо да почнемо са напуњеним кондензатором и повежемо га са индуктором (нема отпора у колу јер користим савршене физичке жице). Замислите тренутак када су ова два спојена. Под претпоставком да постоји прекидач, онда могу да нацртам следећи дијаграм.
Ово се дешава. Прво, нема струје (јер је прекидач отворен). Када се прекидач затвори, биће струје, без отпора, ова струја ће скочити у бесконачност. Међутим, ово велико повећање струје значи да потенцијал генерисан преко индуктора ће се променити. У неком тренутку, промена потенцијала на индуктору ће бити већа од промене на кондензатору (јер кондензатор губи наелектрисање како струја тече), а затим ће се струја преокренути и поново напунити кондензатор .Овај процес ће се наставити понављати-јер нема отпора.
Зове се ЛЦ коло јер има индуктор (Л) и кондензатор (Ц) - мислим да је ово очигледно. Потенцијална промена око целог кола мора бити нула (јер је циклус) да бих могао да напишем:
И К и И се мењају током времена. Постоји веза између К и И јер је струја временска брзина промене наелектрисања напуштајући кондензатор.
Сада имам диференцијалну једначину другог реда променљиве наелектрисања. Ово није тешка једначина за решавање - у ствари, могу да претпоставим решење.
Ово је скоро исто као решење за масу на опруги (осим у овом случају мења се положај, а не пуњење). Али сачекајте! Не морамо да погађамо решење, можете користити и нумеричке прорачуне да реши овај проблем. Дозволите ми да почнем са следећим вредностима:
Да бих бројчано решио овај проблем, поделићу га на мале временске кораке. У сваком временском кораку ћу:
Мислим да је ово прилично цоол. Још боље, можете измерити период осциловања кола (користите миш да лебдите и пронађете временску вредност), а затим користите следећи метод да га упоредите са очекиваном угаоном фреквенцијом:
Наравно, можете променити део садржаја у програму и видети шта ће се десити - само напред, нећете ништа трајно уништити.
Горе наведени модел је нереалан. Права кола (нарочито дугачке жице у индукторима) имају отпор. Ако бих желео да укључим овај отпорник у свој модел, коло би изгледало овако:
Ово ће променити једначину напонске петље. Сада ће постојати и термин за пад потенцијала на отпорнику.
Поново могу да користим везу између набоја и струје да добијем следећу диференцијалну једначину:
Након додавања отпорника, ово ће постати тежа једначина и не можемо само да „погодимо“ решење. Међутим, не би требало да буде превише тешко модификовати горњи нумерички прорачун да би се решио овај проблем. У ствари, једина промена је линија која израчунава други извод наелектрисања. Додао сам појам да објасним отпор (али не и први ред). Користећи отпорник од 3 ома, добијам следећи резултат (притисните поново дугме за репродукцију да бисте га покренули).
Да, такође можете да промените вредности Ц и Л, али будите опрезни. Ако су прениске, фреквенција ће бити веома висока и потребно је да промените величину временског корака на мању вредност.
Када правите модел (кроз анализу или нумеричке методе), понекад заправо не знате да ли је легалан или потпуно лажан. Један од начина да тестирате модел је да га упоредите са стварним подацима. Дозволите нам да урадимо ово. Ово је мој подешавање.
Овако то функционише. Прво сам користио три батерије типа Д да напуним кондензаторе. Могу да утврдим када је кондензатор скоро потпуно напуњен гледајући напон на кондензатору. Затим искључите батерију и затворите прекидач на испразните кондензатор кроз индуктор. Отпорник је само део жице - немам посебан отпорник.
Пробао сам неколико различитих комбинација кондензатора и индуктора и коначно сам успео. У овом случају, користио сам кондензатор од 5 μФ и стари трансформатор лошег изгледа као индуктор (није приказан горе). Нисам сигуран у вредност индуктивност, тако да само процењујем фреквенцију угла и користим своју познату вредност капацитивности да решим за 13,6 Хенријеву индуктивност. За отпор, покушао сам да измерим ову вредност помоћу омметра, али коришћење вредности од 715 ома у мом моделу је деловало најбоље.
Ово је графикон мог нумеричког модела и измереног напона у стварном колу (користио сам Верниер-ову сонду диференцијалног напона да добијем напон као функцију времена).
Није савршено уклапање - али ми је довољно близу. Очигледно, могу мало да подесим параметре да бих боље пристајао, али мислим да ово показује да мој модел није луд.
Главна карактеристика овог ЛРЦ кола је да има неке природне фреквенције које зависе од вредности Л и Ц. Претпоставимо да сам урадио нешто другачије. Шта ако повежем осцилујући извор напона на ово ЛРЦ коло? У овом случају, максимална струја у колу зависи од фреквенције извора осцилирајућег напона. Када су фреквенција извора напона и ЛЦ кола иста, добићете максималну струју.
Цев са алуминијумском фолијом је кондензатор, а цев са жицом је индуктор. Заједно са (диодом и слушалицом) они чине кристални радио. Да, саставио сам га са неким једноставним прибором (пратио сам упутства на овом ИоуТубе-у видео). Основна идеја је да се подесе вредности кондензатора и индуктора да се „подесе“ на одређену радио станицу. Не могу да је натерам да ради како треба – мислим да нема добрих АМ радио станица у близини (или ми је индуктор покварен). Међутим, открио сам да овај стари кристални радио уређај ради боље.
Нашао сам станицу коју једва чујем, па мислим да мој радио који сам направио можда није довољно добар да прими станицу. Али како тачно функционише ово РЛЦ резонантно коло и како добијате аудио сигнал из њега? Можда Сачуваћу га у будућем посту.
© 2021 Цонде Наст. сва права задржана. Коришћењем ове веб странице прихватате наш кориснички уговор и политику приватности и изјаву о колачићима, као и ваша права на приватност у Калифорнији. Као део нашег придруженог партнерства са продавцима, Виред може добити део продаје производа купљених преко наше веб странице. Без претходне писмене дозволе Цонде Наст, материјали на овој веб страници не могу се копирати, дистрибуирати, преносити, кеширати или на други начин користити. Избор огласа