habari

Nini kinatokea unapoweka inductors na capacitors kwenye sakiti? Kitu kizuri-na ni muhimu sana.
Unaweza kufanya aina nyingi tofauti za inductors, lakini aina ya kawaida ni coil cylindrical-a solenoid.
Mkondo wa sasa unapopitia kitanzi cha kwanza, hutokeza uga wa sumaku unaopita kwenye vitanzi vingine. Isipokuwa amplitude inabadilika, uga wa sumaku hautakuwa na athari yoyote. Sehemu inayobadilika ya sumaku huzalisha sehemu za umeme katika mizunguko mingine. ya uwanja huu wa umeme hutoa mabadiliko katika uwezo wa umeme kama betri.
Hatimaye, tuna kifaa chenye uwezekano wa kuwa na tofauti sawia na kasi ya mabadiliko ya sasa (kwa sababu ya sasa hutoa uga wa sumaku).Hii inaweza kuandikwa kama:
Kuna mambo mawili ya kuashiria katika mlingano huu.Kwanza, L ni inductance.Inategemea tu jiometri ya solenoid (au umbo lolote ulilonalo), na thamani yake inapimwa kwa umbo la Henry.Pili, kuna minus. ishara.Hii ina maana kwamba mabadiliko katika uwezo katika inductor ni kinyume na mabadiliko ya sasa.
Je, inductance inatendaje katika sakiti?Ikiwa una mkondo wa mara kwa mara, basi hakuna mabadiliko (ya sasa ya moja kwa moja), kwa hivyo hakuna tofauti inayoweza kutokea kwenye kiindukta-inafanya kana kwamba haipo.Kama ipo. sasa ya juu-frequency (mzunguko wa AC), kutakuwa na tofauti kubwa ya uwezo katika inductor.
Vile vile, kuna usanidi mwingi wa capacitors.Umbo rahisi zaidi hutumia sahani mbili za conductive sambamba, kila moja ikiwa na malipo (lakini malipo ya wavu ni sifuri).
Chaji kwenye sahani hizi huunda uwanja wa umeme ndani ya capacitor.Kwa sababu ya uwanja wa umeme, uwezo wa umeme kati ya sahani lazima pia ubadilike.Thamani ya tofauti hii inayowezekana inategemea kiasi cha malipo.Tofauti inayoweza kutokea kwenye capacitor inaweza kuwa imeandikwa kama:
Hapa C ni thamani ya capacitance katika farads-pia inategemea tu juu ya usanidi wa kimwili wa kifaa.
Ikiwa sasa inaingia kwenye capacitor, thamani ya malipo kwenye ubao itabadilika.Ikiwa kuna mara kwa mara (au chini ya mzunguko) sasa, sasa itaendelea kuongeza malipo kwa sahani ili kuongeza uwezo, hivyo baada ya muda, uwezo hatimaye kuwa kama mzunguko wazi, na voltage ya capacitor itakuwa sawa na voltage ya betri (au ugavi wa umeme). Ikiwa una sasa ya juu-frequency, malipo yataongezwa na kuondolewa kutoka kwa sahani kwenye capacitor, na bila malipo. mkusanyiko, capacitor itafanya kama haipo.
Tuseme tuanze na capacitor iliyochajiwa na kuiunganisha kwa inductor (hakuna upinzani katika mzunguko kwa sababu ninatumia waya kamili wa kimwili).Fikiria wakati ambapo mbili zimeunganishwa.Kwa kudhani kuna swichi, basi naweza kuchora. mchoro ufuatao.
Hiki ndicho kinachotokea.Kwanza, hakuna sasa (kwa sababu kubadili ni wazi).Mara tu kubadili imefungwa, kutakuwa na sasa, bila upinzani, sasa hii itaruka kwa infinity.Hata hivyo, ongezeko hili kubwa la sasa linamaanisha kwamba uwezo unaozalishwa kwenye kiindukta utabadilika.Wakati fulani, mabadiliko yanayoweza kutokea kwenye kiindukta yatakuwa makubwa zaidi kuliko badiliko kwenye kapacitor (kwa sababu capacitor inapoteza chaji wakati mkondo wa sasa unapita), na kisha ya sasa itageuza nyuma na kuchaji tena capacitor. .Mchakato huu utaendelea kujirudia-kwa sababu hakuna upinzani.
Inaitwa mzunguko wa LC kwa sababu ina inductor (L) na capacitor (C)-Nadhani hii ni dhahiri.Mabadiliko yanayowezekana karibu na mzunguko mzima lazima iwe sifuri (kwa sababu ni mzunguko) ili niweze kuandika:
Mimi na Q tunabadilika baada ya muda. Kuna muunganisho kati ya Q na mimi kwa sababu sasa ni kasi ya mabadiliko ya malipo ikiacha capacitor.
Sasa nina mlinganyo wa kutofautisha wa mpangilio wa pili wa kutofautiana kwa malipo. Huu sio mlinganyo mgumu kusuluhisha-kwa kweli, naweza kukisia suluhu.
Hii ni karibu sawa na suluhisho la misa kwenye chemchemi (isipokuwa katika kesi hii, nafasi inabadilishwa, sio malipo). Lakini subiri! Hatupaswi kudhani suluhisho, unaweza pia kutumia mahesabu ya nambari suluhisha tatizo hili. Wacha nianze na maadili yafuatayo:
Ili kutatua tatizo hili kwa nambari, nitagawanya tatizo katika hatua ndogo za muda. Katika kila hatua ya wakati, nitafanya:
Nadhani hii ni nzuri sana. Hata bora zaidi, unaweza kupima kipindi cha oscillation cha mzunguko (tumia kipanya ili kuelea na kupata thamani ya wakati), na kisha utumie njia ifuatayo ili kulinganisha na masafa ya angular yanayotarajiwa:
Bila shaka, unaweza kubadilisha baadhi ya maudhui katika programu na kuona kitakachotokea-songa mbele, hutaharibu chochote kabisa.
Mfano ulio hapo juu sio wa kweli. Mizunguko ya kweli (haswa waya ndefu katika inductors) ina upinzani. Ikiwa ningetaka kujumuisha kipingamizi hiki kwenye mfano wangu, mzunguko ungeonekana kama hii:
Hii itabadilisha mlinganyo wa kitanzi cha voltage. Sasa pia kutakuwa na neno la kushuka kwa uwezo kwenye kipingamizi.
Ninaweza kutumia tena unganisho kati ya malipo na ya sasa kupata hesabu ifuatayo ya kutofautisha:
Baada ya kuongeza kipingamizi, hii itakuwa mlinganyo mgumu zaidi, na hatuwezi tu "kukisia" suluhisho.Hata hivyo, haipaswi kuwa vigumu sana kurekebisha hesabu ya nambari iliyo hapo juu ili kutatua tatizo hili. Kwa kweli, mabadiliko pekee ni mstari unaokokotoa derivative ya pili ya chaji.Nimeongeza neno hapo ili kueleza upinzani (lakini si agizo la kwanza).Kwa kutumia kipingamizi cha ohm 3, ninapata matokeo yafuatayo (bonyeza kitufe cha kucheza tena ili kuiendesha).
Ndio, unaweza pia kubadilisha maadili ya C na L, lakini kuwa mwangalifu. Ikiwa ni ya chini sana, mzunguko utakuwa wa juu sana na unahitaji kubadilisha ukubwa wa hatua ya muda hadi thamani ndogo.
Unapotengeneza kielelezo (kupitia uchanganuzi au mbinu za nambari), wakati mwingine hujui kama ni halali au ni bandia kabisa. Njia moja ya kupima kielelezo ni kulinganisha na data halisi. Hebu tufanye hivi.Hii ni yangu. mpangilio.
Hivi ndivyo inavyofanya kazi.Kwanza, nilitumia betri tatu za aina ya D kuchaji capacitors.Naweza kujua wakati capacitor inakaribia kujaa kwa kuangalia voltage kwenye capacitor.Ifuatayo, tenga betri kisha ufunge swichi hadi toa capacitor kwa njia ya inductor.Upinzani ni sehemu tu ya waya-sina kupinga tofauti.
Nilijaribu michanganyiko kadhaa tofauti ya capacitors na inductors, na hatimaye nikapata kazi fulani. Katika kesi hii, nilitumia capacitor 5 μF na kibadilishaji cha zamani chenye sura mbaya kama inductor yangu (haijaonyeshwa hapo juu). Sina uhakika kuhusu thamani ya inductance, hivyo mimi tu kukadiria mzunguko wa kona na kutumia thamani yangu inayojulikana capacitance kutatua kwa inductance Henry 13.6. Kwa upinzani, nilijaribu kupima thamani hii na ohmmeter, lakini kwa kutumia thamani ya 715 ohms katika mfano wangu ilionekana kufanya kazi. bora zaidi.
Hii ni grafu ya mfano wangu wa nambari na voltage iliyopimwa katika mzunguko halisi (nilitumia uchunguzi wa voltage ya tofauti ya Vernier kupata voltage kama kazi ya wakati).
Haifai kabisa-lakini iko karibu vya kutosha kwangu. Ni wazi, ninaweza kurekebisha vigezo kidogo ili kupata kifafa bora zaidi, lakini nadhani hii inaonyesha kuwa mtindo wangu sio wazimu.
Sifa kuu ya saketi hii ya LRC ni kwamba ina masafa ya asili ambayo hutegemea maadili ya L na C. Tuseme nilifanya kitu tofauti. Je, nikiunganisha chanzo cha voltage ya oscillating kwenye mzunguko huu wa LRC? Katika kesi hii, kiwango cha juu cha sasa katika mzunguko inategemea mzunguko wa chanzo cha voltage oscillating.Wakati mzunguko wa chanzo cha voltage na mzunguko wa LC ni sawa, utapata kiwango cha juu cha sasa.
Bomba iliyo na karatasi ya alumini ni capacitor, na bomba iliyo na waya ni kiindukta. Pamoja na (diodi na kifaa cha sikioni) hizi huunda redio ya fuwele. Ndiyo, niliiweka pamoja na vifaa rahisi (nilifuata maagizo kwenye YouTube hii. video).Wazo la msingi ni kurekebisha maadili ya vidhibiti na viingilizi ili "kuimba" kwa kituo mahususi cha redio. Siwezi kuifanya ifanye kazi ipasavyo-sidhani kama kuna stesheni nzuri za redio za AM karibu. (au kiindukta changu kimevunjika).Hata hivyo, niligundua kuwa kifaa hiki cha zamani cha redio cha fuwele kinafanya kazi vyema zaidi.
Nilipata stesheni ambayo siisikii sana, kwa hivyo nadhani redio yangu niliyojitengenezea inaweza isitoshe kupokea kituo.Lakini ni jinsi gani saketi hii ya RLC yenye sauti ya juu inafanya kazi, na unapataje mawimbi ya sauti kutoka kwayo? Nitaihifadhi katika chapisho lijalo.
© 2021 Condé Nast.haki zote zimehifadhiwa. Kwa kutumia tovuti hii, unakubali makubaliano yetu ya mtumiaji na sera ya faragha na taarifa ya kidakuzi, pamoja na haki zako za faragha za California. Kama sehemu ya ushirikiano wetu na wauzaji reja reja, Wired inaweza kupokea sehemu ya mauzo kutoka kwa bidhaa zilizonunuliwa kupitia tovuti yetu.Bila idhini iliyoandikwa ya awali ya Condé Nast, nyenzo kwenye tovuti hii haziwezi kunakiliwa, kusambazwa, kutumwa, kuakibishwa au kutumiwa vinginevyo.Uteuzi wa tangazo.