Elektr zanjirlaridagi rezonans
Download 0.58 Mb. Pdf ko'rish
|
Slayd ENA
- Bu sahifa navigatsiya:
- Rezonans belgilari
|
Elektr zanjirlaridagi rezonans hodisalari Ushbu fanning fizika va nazariyasini bilish uy xo'jaligi, ta'mirlash, qurilish va mashinasozlik bilan bevosita bog'liq. Biz ketma-ket RLC pallasida oqimlar va kuchlanishlarning rezonansi nima ekanligini, uni shakllantirishning asosiy sharti nima ekanligini, shuningdek hisoblashni ko'rib chiqishni taklif qilamiz. Rezonans nima? Hodisani BO bo'yicha aniqlash: elektr zanjirida ma'lum bir rezonans chastotada, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan elementlarning qarshiliklari yoki o'tkazuvchanliklarining ba'zi qismlari bir- birini bekor qilganda elektr rezonansi paydo bo'ladi. Ba'zi sxemalarda bu kontaktlarning zanglashiga olib kirishi va chiqishi o'rtasidagi impedans deyarli nolga teng bo'lganda va signal uzatish funktsiyasi birlikka yaqin bo'lganda sodir bo'ladi. Bunday holda, ushbu sxemaning sifat omili juda muhimdir. Rezonans belgilari : 1. Reaktiv oqim shoxlarining tarkibiy qismlari bir-biriga teng IPC = IPL, antifaza faqat kirishda aniq faol energiya teng bo'lganda hosil bo'ladi; 2. Alohida shoxlardagi oqim ma'lum bir kontaktlarning zanglashiga olib keladigan butun oqimidan oshib ketadi, filiallar esa fazada. Boshqacha qilib aytganda, AC pallasida rezonans maxsus chastotani nazarda tutadi va qarshilik, sig'im va indüktans qiymatlari bilan belgilanadi. Ikki xil rezonans oqimlari mavjud: 1. izchil; 2. Parallel. Ketma-ket rezonans uchun shart oddiy va minimal qarshilik va nol faza bilan tavsiflanadi, u reaktiv zanjirlarda qo'llaniladi va u tarmoqlangan zanjir tomonidan ham qo'llaniladi. Parallel rezonans yoki RLC kontseptsiyasi induktiv va sig'imli ma'lumotlarning kattaligi teng bo'lganda paydo bo'ladi, lekin ular bir-biridan 180 daraja masofada joylashganligi sababli bir-birini bekor qiladi. Ushbu ulanish har doim belgilangan qiymatga teng bo'lishi kerak. U kengroq amaliy qo'llanilishini oldi. U ko'rsatadigan keskin minimal impedans ko'plab elektr maishiy texnika uchun foydalidir. Minimalning keskinligi qarshilikning kattaligiga bog'liq. RLC (yoki sxema) sxemasi ketma-ket yoki parallel ravishda ulangan qarshilik, induktor va kondansatördan tashkil topgan elektr davri. RLC parallel tebranish davri o'z nomini mos ravishda qarshilik, indüktans va sig'im bo'lgan jismoniy miqdorlarning qisqartmasidan oldi. O'chirish oqim uchun harmonik osilator hosil qiladi. Zanjirda induktsiya qilingan tokning har qanday tebranishi, agar yo'naltirilgan zarrachalarning harakati manba tomonidan to'xtatilsa, vaqt o'tishi bilan o'chadi. Ushbu rezistor effekti damping deb ataladi. Qarshilikning mavjudligi ham eng yuqori rezonans chastotasini kamaytiradi. Haqiqiy kontaktlarning zanglashiga olib kirishi mumkin bo'lgan qarshilik, hatto kontaktlarning zanglashiga olib kirmagan taqdirda ham. Ilova Deyarli barcha energetik elektrotexnika bunday tebranish sxemasidan, aytaylik, quvvat transformatoridan foydalanadi. Shuningdek, sxema televizor, sig'imli generator, payvandlash mashinasi, radio qabul qilgichning ishlashini sozlash uchun zarur bo'lib, u televizion eshittirish antennalarini "moslash" texnologiyasida qo'llaniladi, bu erda siz tor chastota diapazonini tanlashingiz kerak. ishlatiladigan to'lqinlarning bir qismi. RLC sxemasi past yoki yuqori chastotalarni tarqatish uchun datchiklar uchun tarmoqli o'tkazgich, tishli filtr sifatida ishlatilishi mumkin. Rezonans hatto estetik tibbiyot (mikrokurent terapiya) va biorezonans diagnostikasi tomonidan ham qo'llaniladi. Rezonans oqimlari printsipi Quyidagi diagrammada ko'rsatilganidek, biz tabiiy chastotada, masalan, kondansatörni quvvatlantirish uchun rezonans yoki tebranish zanjirini yaratishimiz mumkin: Kondensator quvvat davri Kalit tebranish yo'nalishi uchun javobgar bo'ladi. O'chirish: rezonansli sxema kaliti Kondensator barcha oqimni vaqt = 0 bo'lgan vaqtda saqlaydi. Devrendagi tebranishlar ampermetrlar bilan o'lchanadi. O'chirish: rezonans zanjiridagi oqim nolga teng Yo'nalishli zarralar o'ngga siljiydi. Induktor kondansatördan oqim oladi. Devrenning polaritesi asl shakliga qaytganda, oqim yana issiqlik almashtirgichga qaytadi. Endi yo'naltirilgan energiya kondansatkichga qaytadi va aylana yana takrorlanadi. Haqiqiy aralash sxemalarda har doim yo'nalishli zarrachalar amplitudasining har bir doira bilan kamroq o'sishiga olib keladigan qarshilik mavjud. Plitalar polaritesidagi bir necha o'zgarishlardan so'ng, oqim 0 ga kamayadi. Bu jarayon sinusoidal namlangan to'lqin shakli deb ataladi. Bu jarayon qanchalik tez sodir bo'lishi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qarshilikka bog'liq. Biroq, qarshilik sinus to'lqinining chastotasini o'zgartirmaydi. Agar qarshilik etarlicha yuqori bo'lsa, oqim umuman o'zgarmaydi. AC belgisi quvvat manbaidan chiqib ketganda, energiya ma'lum bir chastotada o'zgarib turishini anglatadi. Qarshilikning oshishi oqim amplitudasining maksimal hajmini kamaytirishga intiladi, ammo bu rezonans chastotasining (rezonans) o'zgarishiga olib kelmaydi. Ammo girdobli oqim jarayoni shakllanishi mumkin. Uning paydo bo'lishidan keyin tarmoqlarda uzilishlar bo'lishi mumkin. Rezonans zanjirini hisoblash Shuni ta'kidlash kerakki, bu hodisa, ayniqsa, parallel ulanish ishlatilsa, juda ehtiyotkorlik bilan hisoblashni talab qiladi. Texnologiyaga aralashmaslik uchun siz turli formulalardan foydalanishingiz kerak. Shuningdek, ular tegishli bo'limdagi har qanday fizika muammosini hal qilish uchun foydali bo'ladi. Devrendagi quvvatning qiymatini bilish juda muhimdir. Rezonansli kontaktlarning zanglashiga olib keladigan o'rtacha quvvatini o'rtacha kvadratik kuchlanish va oqim ko'rinishida quyidagicha ifodalash mumkin: R cf = I 2 pin * R = (V 2 pin / Z 2) * R. Bunday holda, rezonansdagi quvvat omili cos ph = 1 ekanligini unutmang Xuddi shu rezonans formulasi quyidagi shaklga ega: ō 0 = 1 / √L * C Rezonansdagi nol empedans quyidagi formula yordamida aniqlanadi: F res = 1 / 2p √L * C Rezonans tebranish chastotasini quyidagicha taxmin qilish mumkin: F = 1/2 p (LC) 0,5 Bu erda: F = chastota L = induktivlik C = sig'im Odatda, agar qarshilik (R) quyidagi talablarga javob beradigan darajada past bo'lmasa, sxema tebranmaydi: R = 2 (L / C) 0,5 Aniq ma'lumotlarni olish uchun siz hisob-kitoblar natijasida olingan qiymatlarni yaxlitlashtirmaslikka harakat qilishingiz kerak. Ko'pgina fiziklar faol oqimlarning vektor diagrammasi deb ataladigan usuldan foydalanishni tavsiya qiladilar. Qurilmalarni to'g'ri hisoblash va sozlash bilan siz o'zgaruvchan tokni yaxshi tejashga erishasiz. Qo'llaniladigan kuchlanish chastotasiga qarab kondansatörler va induktorlarni o'z ichiga olgan ikki terminalli tarmoqning reaktivligi yoki o'tkazuvchanligi ijobiy va salbiy qiymatlarni qabul qilishi mumkin. Muayyan sharoitlarda reaktivlik (o'tkazuvchanlik) nolga teng bo'lishi mumkin va butun zanjirning ekvivalent qarshiligi (o'tkazuvchanligi) faollashadi. Bunday holda, kontaktlarning zanglashiga olib kirishidagi oqim va kuchlanish fazada bo'ladi. Bu hodisa deyiladi rezonans, va nisbati rezonans holati. Ikki portli tarmoqning ekvivalent parametrlari munosabatlar bilan bog'liq va , shuning uchun shart tengliklarga tengdir yoki . Shartlardan , rezonans hodisasi kuzatiladigan elektr zanjiri elementlari parametrlarining qiymatlari, shuningdek chastota qiymatlari rezonans. Ikki terminal uchun bo'lsa va , keyin har qanday shartlardan rezonans chastotalarining qiymatlarini aniqlash uchun foydalanish mumkin yoki . Ikki terminalli qurilmaning faol ekvivalent qarshiligi yoki faol ekvivalent o'tkazuvchanligi nolga teng bo'lsa, rezonans chastotalarining qiymatlarini aniqlash uchun ikkala shart ham qo'llanilishi kerak. va , chunki bu holatda ... Tenglik va ayniqsa, faqat induktorlar va kondansatkichlarni o'z ichiga olgan sxemalar uchun amalga oshiriladi. Chastota xarakteristikalari elektr zanjirlarining chastota xususiyatlarini tavsiflash uchun keng qo'llaniladi. Chastota xarakteristikalari kontaktlarning zanglashiga olib kirish parametrlarining chastotasiga bog'liqligi sifatida tushuniladi: r , x , z , g , b , y , shuningdek, ushbu parametrlar bilan aniqlangan miqdorlar , va hokazo. Keling, rezonans mumkin bo'lgan eng oddiy sxemalarning chastotali xususiyatlarini batafsil ko'rib chiqaylik. Elementlar ketma-ket ulanganda zanjirdagi rezonans Shaklda ko'rsatilgan sxemani ko'rib chiqing. 10.1a Zanjirning kompleks qarshiligi Kirish oqimi va kuchlanish o'rtasidagi kesish burchagi kontaktlarning zanglashiga olib kirish qobiliyati nolga teng bo'lganda, ya'ni shart mavjud bo'lganda yo'qoladi ... Shunday qilib, zanjirdagi rezonans holati chastotada sodir bo'ladi ... Bu burchak chastotasi deyiladi rezonansli... Ketma-ket oqim va kuchlanish uchun vektor diagrammasi rLC da chizilgan kontur , shaklda ko'rsatilgan. 10.1b. Vektor diagrammasidan ko'rinib turibdiki, vektorlar va kattaligi teng va yo'nalishda qarama-qarshi, shuning uchun kuchlanish rezonans chastotasida nolga teng. Rezonans chastotasida kontaktlarning zanglashiga olib keladigan induktiv va teng sig'imi , belgisi bilan belgilanadi , deyiladi to'lqin qarshiligi tebranish davri va ohm bilan o'lchanadi. Ketma-ket tebranish zanjiridagi xarakterli impedansning faol empedansga nisbati deyiladi sifat omili, va sifat omilining o'zaro nisbati parchalanish: , . Yuqoridagi nisbatlardan kelib chiqqan holda, qadr-qimmat va zaiflashuv ko'rsatkichi o'lchovsiz kattaliklardir. Shaklda ko'rsatilgan sxemaning barcha elementlarida beri. 10.1a, bir xil oqim oqadi, Q- omil rezonansdagi reaktiv elementlardagi kuchlanish kirish kuchlanishidan necha marta oshib ketishini ko'rsatadi. Haqiqiy tebranish davrlarida bu qiymat sezilarli darajaga yetishi mumkin. Shuning uchun elementlarning ketma-ket ulanishi bilan zanjirdagi rezonans r , L , C ba'zan chaqiriladi kuchlanish rezonansi. Rezonans chastotasida impedans z rezistorning qarshiligiga teng r, oqim va kirish kuchlanishi fazada. Shunday qilib, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan barcha quvvati bitta qarshilik elementi tomonidan iste'mol qilinadigan faol quvvatga teng bo'lib, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan reaktiv quvvati nolga teng. Bu shuni anglatadiki, rezonansda o'zaro energiya almashinuvi faqat kondansatör va induktor o'rtasida sodir bo'ladi. Kondensatorning zaryadsizlanishi paytida elektr maydonining energiyasining pasayishi bobinning magnit maydonining energiyasining oshishi bilan birga keladi va aksincha. Manba va reaktiv elementlar o'rtasida energiya almashinuvi yo'q. Ketma-ket ulangan elementlarga ega bo'lgan sxemaning chastotali xususiyatlarini ko'rib chiqing r , L , C ... Biz konturning kirish qismida doimiy amplitudali va burchak chastotali sinusoidal kuchlanish harakat qiladi deb taxmin qilamiz. 0 dan ∞ gacha. Chastotani o'zgartirish sxemaning parametrlarini o'zgartirishga olib keladi x , z , ... 10.2-rasmda mos keladigan chastotali xarakteristikalar ko'rsatilgan , Ko'rib chiqilayotgan kontaktlarning zanglashiga olib keladigan faol qarshiligi chastotaga va ma'lum chastota qiymatlaridagi reaktivlikka bog'liq emas ( ) nolga yoki cheksizga teng bo'ladi. Ushbu xarakterli qiymatlar mos ravishda chastota reaktsiyasining nollari va qutblari deb ataladi. Funktsiyaning muhim xususiyati chastotasi ortib borishi bilan monoton ravishda ortadi ... Chastota oralig'ida reaktivlik - ∞ dan 0 gacha ortadi va ega sig'imli xarakter, bilan reaktivlik 0 dan ∞ gacha ortadi va ega induktiv xarakter. Oqimning ga bog'liqligini ko'rib chiqing rLC qo'llaniladigan kuchlanish chastotasidan zanjir: . Ushbu iboraning tahlili shuni ko'rsatadiki, uchun maksimal qiymat oqim rezonans chastotasiga mos keladigan nuqtaga etadi. Muhim xususiyat rLC kontur - rezonans egri chizig'ining kengligi yoki o'tkazish qobiliyati, bu yuqoridagi farq sifatida aniqlanadi. va pastki nisbati bo'lgan chastotalar hisoblanadi : . Chastotalar va , tarmoqli kengligini cheklash, munosabatdan aniqlanishi mumkin , shundan kelib chiqadiki, o'tish zonasi chegaralarida reaktiv qarshiliklar mutlaq qiymatda faolga teng. . Oxirgi munosabat tenglikka teng , Qayerda , . Chastotalar farqi va (tarmoq kengligi) ifoda bilan aniqlanadi Agar siz qaramlikni yaratsangiz nisbiy koordinatalarda , (10.3-rasm), keyin tarmoqli kengligi sxemaning zaiflashishiga teng. Induktordagi kuchlanish bo'yicha ikkala omil ham chastotaga bog'liq. Da Kuchlanishi ... Ortib borayotgan chastota bilan kuchlanish ortadi va da kirishga intiladi ... Buning uchun ko'rsatish mumkin bu qaramlik monotonik va at maksimalga ega (10.4-rasm). Kondensator kuchlanishi. Da pastadirda oqim yo'q va barcha kirish kuchlanishi kondansatkichga qo'llaniladi. Da kondansatördagi kuchlanish nolga tushadi. Q koeffitsienti oshib ketgan sxema uchun , giyohvandlik maksimal darajaga ega; agar , kondansatkichdagi kuchlanish chastotaning ortishi bilan monoton ravishda kamayadi. Rezonans - induktiv va sig'imli elementlarni o'z ichiga olgan kontaktlarning zanglashiga olib keladigan ish rejimi bo'lib, unda uning kirish qarshiligi (kirish o'tkazuvchanligi) haqiqiydir. Buning oqibati kontaktlarning zanglashiga olib kirishidagi oqimning kirish voltaji bilan fazaviy mos kelishidir. Download 0.58 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|