Osile kous - sa a se ... Prensip la nan operasyon

Osile kous - yon aparèy pou génération (kreye) nan Vibration elektwomayetik. Soti nan kòmansman li yo jou a prezan li se itilize nan anpil zòn syantifik ak teknolojik sòti nan lavi chak jou nan faktori gwo pwodwi pwodwi trè diferan.

Nan sa li konpoze?

kous la ochilasyon an gen ladan yon bobin ak yon CAPACITOR. Anplis de sa, gen pouvwa tou pou prezan rezisteur (varyab eleman rezistans). Yon enduktansdèstokaj (oswa Solenoid, kòm li se pafwa yo rele) se yon baton ki te sou likidasyon yo blese plizyè kouch, ki jeneralman se yon fil kwiv. Li se eleman sa a kreye Vibration nan kous la osilant. Yon bar, ki chita nan mitan an, souvan yo rele toufe, oswa debaz yo, ak bobin an se pafwa yo rele yon Solenoid.

osile bobin kous kreye Vibration sèlman si estoke chaj. Lè wap pase yon aktyèl nan li, li akimile yon chaj ki Lè sa a bay nan kous la lè vòltaj la gout.

fil bobin jeneralman gen yon rezistans ki ba anpil, ki toujou rete konstan. kous la ochilasyon kous fèt souvan chanjman nan vòltaj ak intansité. Chanjman sa a se sijè a sèten lwa matematik:

• U = U ₀ * cos (w * (tt _0), kote
  U - vòltaj nan t la tan,
  U ₀ - vòltaj nan moman t _0,
  W - frekans Vibration elektwomayetik.

Yon lòt eleman esansyèl nan kous la se yon CAPACITOR elektrik. eleman sa a konsiste de de plak ki fè yo separe pa yon Dielectric. Epesè nan kouch ki genyen ant elektwòd yo se mwens pase gwosè yo. Sa a konsepsyon pèmèt yo akimile sou insulator chaj elektrik, ki ou ka Lè sa a, voye bay kous la.

Kontrèman ak batri CAPACITOR se ke pa gen okenn konvèsyon nan sibstans ki sou pa aktyèl la elektrik, epi gen yon akimilasyon dirèk nan chaj nan yon jaden elektrik. Se konsa, atravè CAPACITOR a kapab gwo ase yo akimile chaj la, ki ka bay tout nan yon fwa. Nan ka sa a, se aktyèl la nan kous la anpil ogmante.

Epitou, se kous la ochilasyon te fè leve nan yon sèl plis eleman: yon rezisteur. eleman sa a gen yon rezistans ak pou kontwole aktyèl la ak vòltaj nan kous la. Si nan yon vòltaj konstan ogmante rezistans nan rezisteur a, aktyèl la ap diminye pa lalwa om a:

• Mwen = U / R, kote
  I - kounye a,
  U - vòltaj,
  R - rezistans.

enduktansdèstokaj

Ann pran yon gade pi pre nan tout detay yo nan enduktansdèstokaj a ak pi bon an pral konprann fonksyon li nan kous la sonan. Kòm nou te di, rezistans a nan sa a eleman gen tandans a zewo. Se konsa, lè ki konekte nan yon kous DC ta rive kout-sirkwi. Sepandan, si bobin an ki konekte nan kous la AC, li travay kòrèkteman. Sa a kondwi a konklizyon an ki eleman an gen yon rezistans nan altène aktyèl la.

Men, poukisa se sa a kap pase ak ki jan rezistans rive lè yon kouran altène? Pou reponn kesyon sa a nou bezwen ale nan fenomèn nan pwòp tèt ou-enduktans. Avèk pasaj la nan aktyèl la bobin nan li gen yon fòs elèktromoteur (EMF), ki kreye yon obstak nan chanjman aktyèl la. grandè a nan sa a fòs depann sou de faktè: aktyèl la bobin ak derive a ki gen rapò zan tan. Matematik, se depandans sa a eksprime pa ekwasyon an:

• E = -L * Mwen '(t), kote
  E - EMF,
  L - valè enduktans nan bobin an (pou chak bobin se diferan ak depann sou ki kantite likidasyon nan anwoulman yo ak epesè yo)
  Mwen (t) - tan derive nan aktyèl (to a chanjman kounye a).

DC pwisans sou tan se pa sa chanje, se konsa rezistans li lè ekspoze a leve.

Men, nan AC tout paramèt li yo ki ap toujou ap chanje nan yon lwa sinuzoido oswa kosinis, sa ki lakòz elèktromoteur fòs, ki anpeche chanjman sa yo. se rezistans sa yo rele endiksyon ak kalkile nan fòmil la:

• X _L = w * _L, kote
  W - frekans ochilasyon sikwi,
  L - enduktans nan bobin an.

Entansite a kounye a nan Solenoid a linear ogmante ak diminye dapre lwa diferan. Sa vle di ke si ou sispann koule nan aktyèl la nan bobin an, li ap kontinye pou kèk tan bay chaj la nan kous la. Men, si sa a sibitman entèwonp koule nan kounye a, pral gen tire soti nan lefèt ke chaj la pral eseye jwenn deyò epi yo dwe distribiye bobin. Sa a se - yon pwoblèm grav nan pwodiksyon endistriyèl. Sa a kapab efè (byenke pa totalman ki gen rapò ak kous la ochilasyon) dwe obsève, pou egzanp, lè yo retire ploge ki soti nan priz la. Nan ka sa a sot etensèl la ki sou sa yo echèl yon pa kapab koze domaj yon moun. Li se akòz lefèt ke jaden an mayetik pa disparèt imedyatman, men piti piti disparue, pwovoke kouran nan lòt Worcester. Nan yon echèl endistriyèl fòs la kounye a se anpil fwa pi gwo pase nòmal nou an 220 vòlt, se konsa entèripsyon an nan chèn lan pwodiksyon ka lakòz etensèl tankou yon fòs ki pral lakòz yon anpil nan domaj nan tou de plant la ak nonm sa a.

Bobine - se fondasyon an nan ki soti nan ki kous la ochilasyon se. Enduktansdèstokaj enkli elèktroeman sekans te ajoute. Apre sa, nou pran yon gade pi pre nan tout detay yo nan estrikti a nan ki eleman.

Ki sa ki se enduktans la?

Enduktans bobin osile kous - se yon paramèt endividyèl ki se numériquement egal a fòs la elèktromoteur (nan vòlt), ki fèt nan yon kous lè varyasyon aktyèl la nan 1 A pou 1 dezyèm fwa. Si se Solenoid a ki konekte nan yon kous DC, enduktans li yo dekri enèji a nan yon jaden mayetik, ki se kreye pa aktyèl sa a pa fòmil la:

• W = (L * Mwen ²⁾ / 2, kote
  W - enèji nan jaden mayetik.

enduktans koyefisyan depann sou anpil faktè: jeyometri a nan Solenoid a, karakteristik sa yo mayetik nan nwayo a ak nan ki kantite anwoulman nan fil. Yon lòt karakteristik nan endikatè sa a se ke li se toujou pozitif, paske varyab yo ki te sou li depann, li pa kapab negatif.

ka enduktans la tou dwe defini kòm yon pwopriyete nan yon kondiktè ak yon enèji magazen kounye a nan yon jaden mayetik. Li se mezire nan Henry (rele apre syantis Ameriken an Dzhozefa Genri).

Anplis de sa Solenoid kous ochilasyon konsiste de yon CAPACITOR, ki pral diskite apati.

elektrik CAPACITOR

se capacité detèmine pa osilator kous capacité elektrik CAPACITOR a . te aparans li te ekri pi wo a. Koulye a, Annou egzamine fizik yo nan pwosesis yo ki rive nan li.

Depi plak yo CAPACITOR yo te fè nan yon kondiktè, lè sa a li ka koule kouran elektrik. Sepandan, ant de plak yo se obstak. Isolant (yo ka lè, bwa oswa lòt materyèl ak rezistans segondè Akòz lefèt ke chaj pa kapab deplase soti nan yon pwent fil la nan lòt la, gen yon akimilasyon li nan plak yo CAPACITOR konsa ogmante pouvwa a mayetik ak elektrik. jaden fè wonn li. Kidonk, nan revokasyon an nan chaj la montan tout elektrisite akimile sou plak yo, kòmanse yo dwe transmèt nan kous la.

Chak CAPACITOR gen yon vòltaj rated, pi bon pou operasyon li yo. Si ou long yo esplwate eleman an nan yon vòltaj pi wo pase nominal la, se tout lavi a redwi anpil. CAPACITOR a nan kous la osilant se toujou ap afekte pa kouran ak Se poutèt sa lè chwazi yo ta dwe pran anpil prekosyon.

Anplis de sa nan kondansateur konvansyonèl yo, ki te diskite, genyen tou elektrik kondansateur kouch doub. Sa a se yon eleman pi konplèks: li kapab dekri tankou yon kwazman ant yon batri ak yon CAPACITOR. Tipikman, Dielectric a nan elektrik kondansateur kouch doub yo sibstans ki sou òganik, ant ki se yon elektwolit. Ansanm yo kreye yon elektrik kouch doub, ki pèmèt yo akimile nan sa a konsepsyon nan fwa plis enèji pase yon CAPACITOR konvansyonèl yo.

Ki sa ki se kapasite a nan yon CAPACITOR?

Capacité nan CAPACITOR a se rapò a nan chaj la CAPACITOR nan yon vòltaj nan ki li ye a. Kalkile sa a valè kapab trè senp avèk èd nan yon fòmil matematik:

• C = (e ₀ * S) / d, kote
  e ₀ - Dielectric konstan nan materyèl la Dielectric (tabulaire valè)
  S - zòn nan plak yo CAPACITOR,
  d - distans ki genyen ant plak yo.

se depandans la nan capacité nan CAPACITOR a sou distans ki genyen ant elektwòd yo yo eksplike sa nan fenomèn nan Electrostatic endiksyon se mwens pase distans ki genyen ant plak yo, plis la yo afekte youn ak lòt (koulon), pi gwo a elektwòd yo chaj ak mwens estrès. Lè valè a vòltaj nan kapasite la ogmante, depi li kapab tou gen pou dekri nan fòmil sa a:

• C = q / U, kote
  q - chaj la nan coulombs.

Li se pale sou inite yo nan mezi sa a kantite. se capacité mezire nan farads. 1 farad - ase gwo valè, se konsa kondansateur ki deja egziste (pa supercapacitors) gen yon capacité mezire nan picofarads (youn farad trillionth).

rezisteur

Aktyèl la nan kous la sonan tou depann sou rezistans a nan kous la. Ak san konte de eleman yo ki dekri ki fè moute yon sikwi osile (bobin, CAPACITOR), gen yon twazyèm - yon rezisteur. Li se responsab pou kreye trennen. Rezisteur diferan de eleman yo ak lòt nan ke li gen yon rezistans segondè, ki ka varye nan kèk modèl. kous la sonan li fè fonksyon an kontwòl pouvwa nan jaden an mayetik. Li posib yo konekte plizyè résistances nan seri oswa paralèl, kidonk ogmante rezistans a nan kous la.

rezistans a nan sa a eleman tou depann sou tanperati a, se konsa swen fèt pou pran pou fè travay li nan kous la, depi li se chofe pandan pasaj la nan aktyèl la.

se rezistans a mezire nan om, e yo ka valè li yo ap kalkile lè l sèvi avèk fòmil la:

• R = (p * l) / S, kote
  p - materyèl rezisteur rèsistiviti (mezire nan (om * mm ²⁾ / m);
  L - longè résistances yo (an mèt);
  S - rejyonal zòn (an milimèt kare).

Ki jan yo mare yon paramèt bouk?

Koulye a, nou te vin fèmen nan fizik yo nan operasyon nan kous la osilant. Apre yon tan chaj la sou plak yo CAPACITOR chanje dapre ekwasyon an diferans dezyèm-lòd.

Si ou rezoud ekwasyon sa a, li implique kèk fòmil enteresan dekri pwosesis yo ki rive nan kous la. Pou egzanp, ka yon frekans siklik dwe manifeste li nan tèm de capacité ak enduktans.

Sepandan, fòmil la ki pi senp ki pèmèt yo kalkile inkonu yo anpil - Thomson ekwasyon (yo te rele apre fizisyen britanik la William Thomson, ki te fè l 'nan 1853):

• T = 2 * f * (L * C) ^1/2.
  T - ant Vibration yo elektwomayetik,
  L ak C - kòmsadwa, enduktans nan bobin an sikwi osile ak yon eleman capacité sikwi,
  n - pi an kantite.

bon jan kalite faktè

Gen yon lòt kantite enpòtan karakteriz kontou a nan travay la - faktè a bon jan kalite. Yo nan lòd yo konprann sa li ye, ou ta dwe al gade nan pwosesis sa a kòm yon sonorite. Fenomèn sa a, nan ki anplitid la vin pouvwa a maksimòm nan se yon valè konstan, ki se yon sipò balanse. Rezonans ka eksplike ak yon egzanp ki senp: si ou kòmanse pouse balanse nan bat la nan frekans yo, yo pral akselere, ak "anplitid" yo ap ogmante. Men, si ou pa pouse bat la yo, yo pral ralanti. Nan sonorite, souvan disip yon anpil nan enèji. Nan lòd yo dwe kapab kalkile valè a nan pèt, nou envante yon paramèt tankou faktè a bon jan kalite. Li se yon koyefisyan egal a rapò a nan enèji, ki chita nan sistèm nan, nan pèt ki rive pandan yon sik nan kous la.

se faktè bon jan kalite sikwi kalkile dapre fòmil la:

• K = (w ₀ * W) / P, kote
  w ₀ - sonorite frekans angilè nan Vibration;
  W - enèji a ki estoke nan sistèm lan vibre;
  P - pouvwa dissipation.

Sa a paramèt - dimension depi aktyèlman montre rapò an enèji: estoke pou depanse.

Ki sa ki se ideyal kous la osile

Pou yon pi bon konpreyansyon yo genyen sou pwosesis yo nan sistèm nan nan fizik te vini ak sa yo rele ideyal kous la osile. Sa a se yon modèl matematik reprezante kous la kòm yon sistèm ak zewo rezistans. Nan sa a, gen undamped Vibration Harmony. Modèl sa a pèmèt yo jwenn yon apwoksimatif fòmil kalkil paramèt kous. Youn nan sa yo paramèt - enèji nan total:

• W = (L * Mwen ²⁾ / 2.

senplifikasyon sa anpil akselere kalkil ak pèmèt yo evalye Karakteristik kous ak karakteristik prereglaj.

Ki jan li travay?

Ka tout osile sik opere sikwi ap divize an de pati. Koulye a, nou pral wè egzakteman pwosesis yo ap pran plas nan chak pati.

• premye CAPACITOR a plak faz, chaje pozitivman, kòmanse egzeyat, rann aktyèl la nan kous la. Nan pwen sa a, kounye a nan ale ki sòti nan yon pozitif nan yon chaj negatif, pandan y ap pase nan bobin an. Kontinwe, vibrasyon elektwomayetik rive nan kous la. Kouran pase a bobin a, li bwote al rete nan yon plak dezyèm ak chaje li pozitivman (Lè nou konsidere ke electrodes an premye, ki kounye a se pase, gen chaj negatif).
• Faz an dezyèm pran plas pwosesis dirèkteman opoze. Aktyèl la pase soti nan plak la pozitif (ki depi nan konmansman an te negatif) nan negatif, pase ankò nan bobin an. Apre sa, tout akizasyon yo tonbe nan plas li.

se sik la repete osi lontan ke se CAPACITOR a chaje. Nan yon sikwi ideyal sonan pwosesis sa a se enfini, ak pèt la pouvwa reyèl se inevitab akòz faktè divès kalite: chofaj la ki fèt akòz egzistans lan nan rezistans a nan kous (Joule chalè a), ak renmen an.

Reyalizasyon konsepsyon sikwi

Anplis de sa nan sikui senp "bobin-CAPACITOR a" ak "bobin-rezisteur-CAPACITOR", gen lòt opsyon, lè l sèvi avèk kòm yon kous baz ochilasyon. Sa a, pou egzanp, yon kous paralèl ki se karakterize nan ki di ke gen yon sikwi eleman (te paske kòm li egziste pou kont li, li ta yon kous seri ak nan yo ki diskite nan atik la).

Genyen tou lòt kalite konstriksyon, ki gen ladan eleman sa yo divès kalite elektrik. Pou egzanp, li se posib pou konekte avèk transistor nan rezo ki pral louvri epi fèmen kous la avèk yon frekans egal a frekans lan ochilasyon nan kous la. Kidonk, sistèm nan pral enstale Vibration undamped.

Ki kote kous la ochilasyon itilize?

pi abitye nan nou itilize nan eleman nan kous la - li elektwo. Yo, nan vire, yo te itilize nan sistèm entèrfon, motè, detèktè, ak anpil lòt zòn mwens konvansyonèl yo. Yon lòt aplikasyon - osilator. An reyalite, li se itilize nan kous la se yon bagay ki abitye nan nou: nan fòm sa a, li se itilize nan mikwo ond lan yo kreye vag nan kominikasyon mobil lan ak fil transmèt enfòmasyon sou yon distans. Tout bagay sa a se akòz lefèt ke Vibration yo nan vag yo elektwomayetik ka kode nan yon fason ke li pral posib yo transmèt enfòmasyon sou long distans tan.

Enduktansdèstokaj tèt li kapab itilize yo kòm yon eleman pou transfòmatè a, de anwoulman avèk nimewo diferan nan likidasyon ka pase nan jaden an elektwomayetik kont yo. Men, jan elèktroeman Karakteristik diferan, ak figi aktyèl la nan de sikui yo, ki yo ki konekte nan de enduktans la ap varye. Se konsa, yon moun ka konvèti vòltaj aktyèl, di 220 vòlt nan aktyèl ak yon vòltaj nan 12 vòlt.

konklizyon

Nou detaye prensip la nan kous la osile ak chak pati separeman. Nou te aprann ke kous la osile - yon aparèy ki fèt yo jenere onn elektwomayetik. Sepandan, sa a se sèlman Basics yo nan mekanik yo konplèks nan sa yo, w pèdi eleman ki senp. Aprann plis bagay sou sibtilite ki nan kous la ak eleman li yo ka soti nan literati espesyalize yo.