fréttir

Hvað gerist þegar þú setur inductora og þétta í hringrásina?Eitthvað flott - og það er í raun mikilvægt.
Þú getur búið til margar mismunandi gerðir af spólum, en algengasta gerðin er sívalur spóla-segulloka.
Þegar straumurinn fer í gegnum fyrstu lykkjuna myndar hann segulsvið sem fer í gegnum hinar lykkjurnar. Nema amplitude breytist mun segulsviðið í rauninni ekki hafa nein áhrif. Breytt segulsvið myndar rafsvið í öðrum hringrásum.Stefnan af þessu rafsviði framleiðir breytingu á rafgetu eins og rafhlaða.
Að lokum höfum við tæki með hugsanlegum mismun sem er í réttu hlutfalli við breytingatíma straumsins (vegna þess að straumurinn myndar segulsvið). Þetta má skrifa sem:
Það er tvennt sem þarf að benda á í þessari jöfnu. Í fyrsta lagi er L inductance. Það fer aðeins eftir rúmfræði segullokans (eða hvaða lögun sem þú hefur), og gildi hennar er mælt í formi Henrys. Í öðru lagi er mínus tákn. Þetta þýðir að breytingin á möguleikum yfir inductor er andstæð breytingunni á straumi.
Hvernig hegðar inductance sér í hringrásinni?Ef þú ert með stöðugan straum, þá er engin breyting (jafnstraumur), þannig að það er enginn mögulegur munur yfir inductor-það virkar eins og það sé ekki einu sinni til.Ef það er hátíðnistraumur (AC hringrás), það verður mikill mögulegur munur yfir inductor.
Sömuleiðis eru margar mismunandi stillingar þétta. Einfaldasta lögunin notar tvær samhliða leiðandi plötur, hver með hleðslu (en nettóhleðslan er núll).
Hleðslan á þessum plötum skapar rafsvið inni í þéttinum.Vegna rafsviðsins verður rafspennan á milli plötnanna einnig að breytast. Verðmæti þessa getumismun fer eftir hleðslumagninu. Pottamunurinn yfir þéttann getur verið skrifað sem:
Hér er C rýmdgildið í farads - það fer líka aðeins eftir líkamlegri uppsetningu tækisins.
Ef straumur fer inn í þéttann mun hleðslugildið á borðinu breytast. Ef það er stöðugur (eða lágtíðni) straumur mun straumurinn halda áfram að bæta við hleðslu á plöturnar til að auka möguleikann, þannig að með tímanum mun möguleikinn að lokum vera eins og opið hringrás, og þéttaspennan verður jöfn rafhlöðuspennu (eða aflgjafa).Ef þú ert með hátíðnistraum verður hleðslan bætt við og tekin af plötunum í þéttinum og án hleðslu. uppsöfnun mun þétturinn haga sér eins og hann sé ekki einu sinni til.
Segjum sem svo að við byrjum á hlaðnum þétti og tengjum hann við inductor (það er engin viðnám í hringrásinni vegna þess að ég er að nota fullkomna líkamlega víra). Hugsaðu um augnablikið þegar þeir tveir eru tengdir. Miðað við að það sé rofi, þá get ég teiknað eftirfarandi skýringarmynd.
Þetta er það sem er að gerast.Í fyrsta lagi er enginn straumur (vegna þess að rofinn er opinn).Þegar rofanum er lokað verður straumur, án viðnáms mun þessi straumur hoppa út í hið óendanlega. Hins vegar þýðir þessi mikla straumaukning að möguleikinn sem myndast yfir spólann mun breytast. Á einhverjum tímapunkti verður hugsanleg breyting yfir spólunni meiri en breytingin yfir þéttann (vegna þess að þéttinn missir hleðslu þegar straumurinn flæðir), og þá mun straumurinn snúast við og endurhlaða þéttann .Þetta ferli mun halda áfram að endurtaka sig - vegna þess að það er engin viðnám.
Það er kallað LC hringrás vegna þess að það hefur inductor (L) og þétti (C) - ég held að þetta sé augljóst. Hugsanleg breyting í kringum alla hringrásina verður að vera núll (vegna þess að það er hringrás) svo að ég geti skrifað:
Bæði Q og I eru að breytast með tímanum. Það er tenging á milli Q og I vegna þess að straumur er tímahraði breytinga á hleðslu sem fer úr þéttinum.
Nú er ég með annars stigs diffurjöfnu hleðslubreytu. Þetta er ekki erfitt að leysa jöfnuna - í raun get ég giskað á lausn.
Þetta er nánast það sama og lausnin fyrir massann á gorminni (nema í þessu tilfelli er stöðunni breytt, ekki hleðslan).En bíddu! Við þurfum ekki að giska á lausnina, þú getur líka notað tölulega útreikninga til að leystu þetta vandamál. Leyfðu mér að byrja á eftirfarandi gildum:
Til að leysa þetta vandamál tölulega mun ég skipta vandamálinu niður í lítil tímaskref. Í hverju tímaþrepi mun ég:
Mér finnst þetta frekar töff. Jafnvel betra, þú getur mælt sveiflutímabil hringrásarinnar (notaðu músina til að sveima og finna tímagildið) og notaðu síðan eftirfarandi aðferð til að bera það saman við væntanlega hornatíðni:
Auðvitað geturðu breytt einhverju af efninu í forritinu og séð hvað gerist - farðu á undan, þú eyðileggur ekkert varanlega.
Ofangreint líkan er óraunhæft. Raunrásir (sérstaklega langir vírar í spólum) hafa viðnám. Ef ég vildi hafa þessa viðnám í líkaninu mínu, myndi hringrásin líta svona út:
Þetta mun breyta spennulykkjujöfnunni. Nú mun einnig vera til hugtak fyrir hugsanlegt fall yfir viðnámið.
Ég get aftur notað tenginguna milli hleðslu og straums til að fá eftirfarandi mismunajöfnu:
Eftir að viðnám hefur verið bætt við verður þetta erfiðari jöfnu og við getum ekki bara "giska á" lausn. Hins vegar ætti ekki að vera of erfitt að breyta ofangreindum tölulegum útreikningum til að leysa þetta vandamál. Í raun er eina breytingin er línan sem reiknar út aðra afleiðu hleðslu. Ég bætti við hugtaki þar til að útskýra viðnám (en ekki fyrstu röð). Með því að nota 3 ohm viðnám fæ ég eftirfarandi niðurstöðu (ýttu aftur á spilunarhnappinn til að keyra hana).
Já, þú getur líka breytt gildum C og L, en farðu varlega. Ef þau eru of lág verður tíðnin mjög há og þú þarft að breyta stærð tímaþrepsins í lægra gildi.
Þegar þú gerir líkan (með greiningu eða tölulegum aðferðum) veistu stundum ekki hvort það er löglegt eða algjörlega falsað. Ein leið til að prófa líkanið er að bera það saman við raunveruleg gögn. Við skulum gera þetta. Þetta er mín stilling.
Svona virkar þetta.Í fyrsta lagi notaði ég þrjár rafhlöður af D-gerð til að hlaða þéttana. Ég get séð hvenær þétturinn er næstum fullhlaðin með því að horfa á spennuna yfir þéttann. Næst skaltu aftengja rafhlöðuna og loka svo rofanum til að tæmdu þéttann í gegnum inductor.Viðnámið er aðeins hluti af vírnum - ég er ekki með sérstaka viðnám.
Ég prófaði nokkrar mismunandi samsetningar af þéttum og spólum og fékk loksins vinnu. Í þessu tilfelli notaði ég 5 μF þétta og illa útlítandi gamlan spenni sem spólu (ekki sýnt hér að ofan). Ég er ekki viss um gildi inductance, svo ég áætla bara horntíðni og nota þekkta rýmd gildið mitt til að leysa fyrir 13,6 Henry's inductance. Fyrir viðnámið reyndi ég að mæla þetta gildi með ohmmeter, en að nota gildið 715 ohm í líkaninu mínu virtist virka best.
Þetta er graf yfir tölulega líkanið mitt og mælda spennu í raunverulegu hringrásinni (ég notaði Vernier mismunaspennumæli til að fá spennuna sem fall af tíma).
Það passar ekki fullkomlega - en það er nógu nálægt fyrir mig. Vitanlega get ég stillt færibreyturnar aðeins til að passa betur, en ég held að þetta sýni að líkanið mitt er ekki klikkað.
Aðaleiginleikinn við þessa LRC hringrás er að hún hefur nokkrar náttúrutíðnir sem eru háðar gildum L og C. Segjum sem svo að ég hafi gert eitthvað öðruvísi. Hvað ef ég tengi sveifluspennugjafa við þessa LRC hringrás? Í þessu tilfelli, hámarksstraumur í hringrásinni fer eftir tíðni sveifluspennugjafans.Þegar tíðni spennugjafans og LC hringrásarinnar eru þau sömu færðu hámarksstrauminn.
Rör með álpappír er þétti og rör með vír er inductor. Ásamt (díóðu og heyrnartól) mynda þetta kristalútvarp. Já, ég setti það saman með nokkrum einföldum vörum (ég fylgdi leiðbeiningunum á þessu YouTube myndband). Grunnhugmyndin er að stilla gildi þétta og spóla til að „stilla“ á ákveðna útvarpsstöð. Ég fæ hana ekki til að virka almennilega - ég held að það séu engar góðar AM útvarpsstöðvar í kring (eða inductor minn er bilaður). Hins vegar fann ég að þetta gamla kristal útvarpssett virkar betur.
Ég fann stöð sem ég heyri varla, þannig að ég held að útvarpið mitt sem er sjálfsmíðað sé kannski ekki nógu gott til að taka á móti stöð. En hvernig nákvæmlega virkar þessi RLC resonant hringrás og hvernig færðu hljóðmerki frá henni?Kannski Ég mun vista það í næstu færslu.
© 2021 Condé Nast.allur réttur áskilinn.Með því að nota þessa vefsíðu samþykkir þú notendasamning okkar og persónuverndarstefnu og yfirlýsingu um vafrakökur, sem og persónuverndarrétt þinn í Kaliforníu.Sem hluti af samstarfi okkar við smásala getur Wired fengið hluta af sala á vörum sem keyptar eru í gegnum vefsíðu okkar. Án skriflegs fyrirfram leyfis Condé Nast má ekki afrita, dreifa, senda, vista eða nota á annan hátt efni á þessari vefsíðu.