दोलन सर्किट - यह है ... आपरेशन के सिद्धांत

दोलन सर्किट - विद्युत दोलनों की (बनाने) पैदा करने के लिए एक उपकरण है। वर्तमान दिन के लिए अपनी स्थापना के समय से यह कई वैज्ञानिक और तकनीकी दैनिक जीवन से बड़े कारखानों बहुत अलग उत्पादों के उत्पादन को लेकर क्षेत्रों में प्रयोग किया जाता है।

की यह क्या मिलकर बनता है?

दोलन सर्किट एक कुंडली और एक संधारित्र भी शामिल है। इसके अलावा, वहाँ भी उपस्थित बाधा (चर प्रतिरोध तत्व) हो सकता है। एक प्रारंभ करनेवाला (या solenoid, के रूप में यह कभी कभी कहा जाता है) एक छड़ी जिस पर घुमावदार कई परतों है, जो आम तौर पर एक तांबे का तार है घाव कर रहे हैं। यह इस तत्व oscillatory सर्किट में दोलनों बनाता है। एक बार, बीच में स्थित है, अक्सर चोक, या कोर कहा जाता है, और कुंडल कभी कभी एक solenoid कहा जाता है।

दोलन सर्किट का तार दोलनों केवल तभी संग्रहित प्रभारी पैदा करता है। जब यह माध्यम से एक वर्तमान गुजर, यह एक आरोप जो तब सर्किट करने के लिए देता है जब वोल्टेज बूँदें जम जाता है।

कुंडल तारों आम तौर पर एक बहुत कम प्रतिरोध है, जो हमेशा निरंतर बनी हुई है। दोलन सर्किट सर्किट अक्सर वोल्टेज और amperage में परिवर्तन होता है। यह परिवर्तन कुछ गणितीय कानूनों के अधीन है:

• यू = यू ₀ * क्योंकि (डब्ल्यू * (टीटी _{0) है,} जहां
  U - समय टी में वोल्टेज,
  यू ₀ - समय टी ₀ पर _{वोल्टेज,}
  डब्ल्यू - आवृत्ति विद्युत चुम्बकीय दोलनों।

सर्किट का एक अन्य आवश्यक घटक एक बिजली संधारित्र है। यह तत्व दो प्लेटें जो एक अचालक से अलग होते हैं के होते हैं। इलेक्ट्रोड के बीच की परत की मोटाई उनके आकार से कम है। इस डिजाइन पर इन्सुलेटर बिजली का आरोप है, जो आप तो सर्किट को भेज सकते हैं जमा करने के लिए अनुमति देता है।

विपरीत संधारित्र बैटरी विद्युत प्रवाह से पदार्थों की कोई रूपांतरण है कि वहाँ है, और वहाँ एक बिजली के क्षेत्र में आरोप का एक सीधा संचय है। इस प्रकार, संधारित्र के माध्यम से इतना बड़ा आरोप है, जो सभी को एक बार दिया जा सकता है जमा करने के लिए हो सकता है। इस मामले में, परिपथ में धारा बहुत बढ़ जाती है।

एक बाधा: इसके अलावा, दोलन सर्किट एक और तत्व से बना है। यह तत्व एक प्रतिरोध है और वर्तमान और सर्किट में वोल्टेज को नियंत्रित करने के लिए। प्रतिरोधक के प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए एक निरंतर वोल्टेज पर हैं, तो वर्तमान ओम कानून द्वारा कम हो जाएगा:

• मैं = यू / आर, जहां
  मैं - वर्तमान,
  U - वोल्टेज,
  आर - प्रतिरोध।

प्रारंभ करनेवाला

के प्रारंभ करनेवाला के सभी विवरण को करीब से देख लेने के लिए और बेहतर गुंजयमान सर्किट में अपने कार्य समझ जाएगा करते हैं। हमने कहा है, इस तत्व की प्रतिरोध शून्य हो जाता है। इस प्रकार, जब एक डीसी सर्किट से जुड़ा घटित होता शॉर्ट सर्किट। हालांकि, अगर तार एसी सर्किट से जुड़ा है, यह सही ढंग से काम करता है। यह निष्कर्ष है कि तत्व वर्तमान बारी करने के लिए एक प्रतिरोध है की ओर जाता है।

लेकिन क्यों हो रहा है और कैसे प्रतिरोध तब होता है जब जिसके परिणामस्वरूप प्रत्यावर्ती धारा? इस सवाल का हम आत्म प्रेरण की घटना से चालू करने की आवश्यकता का जवाब देने के। उस में कुंडल वर्तमान बीतने के साथ है एक इलेक्ट्रोमोटिव बल (ईएमएफ), जो वर्तमान परिवर्तन के लिए एक बाधा पैदा करता है। कुंडल वर्तमान और समय के संबंध में व्युत्पन्न: इस बल का परिमाण दो कारकों पर निर्भर करता है। गणित के अनुसार, इस निर्भरता समीकरण द्वारा व्यक्त किया जाता है:

• ई = एल * मैं '(टी), जहां
  ई - EMF,
  एल - कुंडली के प्रेरण मूल्य (प्रत्येक का तार के लिए अलग है और कॉयल की घुमावदार की संख्या और उनकी मोटाई पर निर्भर करता है)
  वर्तमान (वर्तमान परिवर्तन की दर) के समय व्युत्पन्न - मैं (टी) '।

जब उठता के संपर्क में समय के साथ डीसी विद्युत इसके प्रतिरोध तो नहीं बदला है।

लेकिन एसी में अपने सभी मापदंडों लगातार एक sinusoidal या कोज्या कानून में बदल रहे हैं, इलेक्ट्रोमोटिव बल है, जो इन परिवर्तनों से बचाता है के कारण। इस तरह के प्रतिरोध प्रेरण कहा जाता है और सूत्र द्वारा गणना की जाती है:

• एक्स _एल = डब्ल्यू * _एल, जहां
  डब्ल्यू - आवृत्ति दोलन सर्किट,
  एल - कुंडली के प्रेरण।

solenoid में वर्तमान तीव्रता रैखिक बढ़ जाती है और विभिन्न कानूनों के अनुसार कम हो जाती है। इसका मतलब यह है कि अगर आप का तार में धारा के प्रवाह को रोकने के लिए, यह कुछ समय के लिए जारी रहेगा सर्किट में प्रभारी देने के लिए। और यह अचानक धारा के प्रवाह को बाधित करता है, तो, वहाँ तथ्य यह है कि प्रभारी बाहर निकलने के लिए और कुंडल वितरित किया जा कोशिश करेंगे से फिल्माया जाएगा। यह वह जगह है - औद्योगिक उत्पादन में एक गंभीर समस्या। इस आशय (हालांकि पूरी तरह से दोलन सर्किट से संबंधित नहीं) मनाया जा सकता है, उदाहरण के लिए, जब सॉकेट से प्लग को हटाने। इस मामले में चिंगारी है कि इस तरह के पैमाने पर एक व्यक्ति को नुकसान नहीं कर सकते हैं छोड़ देता है। यह इस तथ्य के कारण है कि चुंबकीय क्षेत्र तुरंत गायब नहीं करता है, लेकिन धीरे-धीरे, व्यस्त अन्य कंडक्टर में धाराओं उत्प्रेरण। एक औद्योगिक पैमाने में वर्तमान ताकत तो उत्पादन श्रृंखला में रुकावट स्पार्क्स इस तरह के एक शक्ति है कि दोनों संयंत्र और आदमी को नुकसान का एक बहुत कारण होगा पैदा कर सकता है, कई बार हमारे सामान्य 220 वोल्ट से बड़ा है।

कुंडल - कि जहाँ से दोलन सर्किट है की नींव है। प्रारंभ करनेवाला शामिल solenoids क्रमिक रूप से जोड़ा। इसके बाद, हम उस तत्व की संरचना के सभी विवरण को करीब से देख ले।

प्रेरण क्या है?

उपपादन कुंडल दोलन सर्किट - एक व्यक्ति पैरामीटर कि संख्यानुसार इलेक्ट्रोमोटिव बल के बराबर होता है (वोल्ट में) है, जो एक सर्किट में होता है, जब 1 सेकंड के लिए 1 ए की वर्तमान भिन्नता। solenoid एक डीसी सर्किट से जुड़ा है, तो इसकी प्रेरण एक चुंबकीय क्षेत्र है, जो सूत्र द्वारा इस वर्तमान द्वारा बनाई गई है की ऊर्जा का वर्णन करता है:

• डब्ल्यू = (एल * मैं ²⁾ जहां / 2,
  डब्ल्यू - चुंबकीय क्षेत्र ऊर्जा।

प्रेरण गुणांक कई कारकों पर निर्भर: solenoid, कोर के और तार के कुंडलों की संख्या के चुंबकीय विशेषताओं की ज्यामिति। इस सूचक की एक अन्य विशेषता यह है कि यह हमेशा सकारात्मक है, क्योंकि चर जिस पर यह निर्भर करता है, नकारात्मक नहीं हो सकता है।

प्रेरण भी एक चुंबकीय क्षेत्र में वर्तमान स्टोर ऊर्जा के साथ एक कंडक्टर की एक संपत्ति के रूप में परिभाषित किया जा सकता। यह हेनरी में मापा जाता है (अमेरिकी वैज्ञानिक Dzhozefa Genri के नाम पर)।

इसके अलावा solenoid दोलन सर्किट एक संधारित्र है, जो बाद में चर्चा की जाएगी के होते हैं।

इलेक्ट्रिक संधारित्र

समाई दोलक सर्किट से निर्धारित होता है समाई बिजली संधारित्र। अपनी उपस्थिति से ऊपर लिखा गया है। अब हम प्रक्रियाओं है कि यह में होने के भौतिकी की जांच करें।

चूंकि संधारित्र प्लेटों के एक कंडक्टर के बने होते हैं, तो यह विद्युत प्रवाह प्रवाह कर सकते हैं। हालांकि, दो प्लेटों के बीच बाधा। है इन्सुलेटर (वे तथ्य यह है कि आरोप दूसरे के तार के एक छोर से स्थानांतरित नहीं कर सकते के कारण हवा, लकड़ी या उच्च प्रतिरोध के साथ अन्य सामग्री हो सकता है, वहाँ एक संग्रह यह संधारित्र प्लेटों के लिए है इस प्रकार चुंबकीय और विद्युत शक्ति बढ़ जाती है। इसके चारों ओर के खेतों। इस प्रकार, प्रभारी की समाप्ति पर सभी बिजली प्लेटों पर संचित आगे बढ़ता है, सर्किट करने के लिए प्रेषित किया जा करने के लिए शुरू होता है।

प्रत्येक संधारित्र एक है रेटेड वोल्टेज, इसके संचालन के लिए इष्टतम। आप एक वोल्टेज नाममात्र की तुलना में अधिक पर तत्व फायदा उठाने के लिए लंबे समय से हैं, तो जीवन भर के बहुत कम है। oscillatory सर्किट के संधारित्र लगातार जब चयनित सावधान रहना चाहिए धाराओं से प्रभावित है और इसलिए कर रहा है।

पारंपरिक संधारित्र है, जो चर्चा की गई के अलावा, वहाँ भी बिजली डबल परत संधारित्र हैं। यह एक अधिक जटिल तत्व है: यह एक बैटरी और एक संधारित्र के बीच एक क्रॉस के रूप में वर्णित किया जा सकता है। आमतौर पर, बिजली डबल परत संधारित्र में अचालक कार्बनिक पदार्थ हैं, जो बीच एक इलेक्ट्रोलाइट है। साथ में वे एक बिजली डबल परत है, जो एक पारंपरिक संधारित्र से गुना अधिक ऊर्जा पर इस डिजाइन में जमा करने के लिए अनुमति देता है बनाएँ।

एक संधारित्र की क्षमता कितनी है?

संधारित्र के समाई एक वोल्टेज, जिस पर यह स्थित है के लिए संधारित्र प्रभारी का अनुपात है। इस मान की गणना करें एक गणितीय सूत्र की मदद से बहुत आसान हो सकता है:

• सी = (ई ₀ * एस) / घ, जहां
  ई ₀ - ढांकता हुआ निरंतर ढांकता हुआ सामग्री का (सारणीबद्ध मूल्य)
  एस - संधारित्र प्लेटों के क्षेत्र,
  घ - प्लेटों के बीच की दूरी।

इलेक्ट्रोड के बीच की दूरी पर संधारित्र के समाई की निर्भरता इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रेरण की घटना द्वारा समझाया गया है प्लेटों के बीच की दूरी से भी कम है, और अधिक वे एक दूसरे को (कूलम्ब) को प्रभावित, अधिक से अधिक आरोप इलेक्ट्रोड और कम तनाव। और जब क्षमता बढ़ जाती है की वोल्टेज मूल्य, यह भी निम्नलिखित सूत्र द्वारा वर्णित किया जा सकता के बाद से:

• सी = क्यू / यू, जहां
  q - कूलंब में प्रभारी।

यह इस मात्रा का माप की इकाइयों के बारे में बात करने के लिए है। समाई Farads में मापा जाता है। 1 फैराड - पर्याप्त रूप से बड़े मूल्य, इसलिए मौजूदा संधारित्र (नहीं supercapacitors) एक समाई picofarads में मापा जाता है (एक trillionth फैराड)।

रोकनेवाला

गुंजयमान परिपथ में धारा भी सर्किट के प्रतिरोध पर निर्भर करता है। एक बाधा - और दो वर्णित तत्व है जो एक दोलन सर्किट (कुंडल, संधारित्र) को बनाने के अलावा, वहाँ एक तिहाई है। उन्होंने खींचें बनाने के लिए जिम्मेदार है। बाधा यह एक उच्च प्रतिरोध किया है कि में अन्य तत्व है, जो कुछ मॉडलों में अलग किया जा सकता से अलग है। गुंजयमान सर्किट यह चुंबकीय क्षेत्र की बिजली नियंत्रण कार्य। यह श्रृंखला या समानांतर में कई प्रतिरोधों कनेक्ट करने के लिए, जिससे सर्किट के प्रतिरोध में वृद्धि संभव है।

इस तत्व की प्रतिरोध भी तापमान पर निर्भर करता है इसलिए ध्यान के बाद से यह वर्तमान के पारित होने के दौरान गरम किया जाता है, सर्किट में अपना काम करने के लिए लिया जाना चाहिए।

प्रतिरोध ओम में मापा जाता है, और इसके मूल्य सूत्र का उपयोग कर की गणना की जा सकती है:

• आर = (पी * एल) / एस, जहां
  पी - सामग्री प्रतिरोधकता बाधा (में मापा (ओम * मिमी ²⁾ / मी);
  एल - प्रतिरोधों (मीटर में) की लंबाई;
  एस - अनुभागीय क्षेत्र (वर्ग मिलीमीटर में)।

कैसे एक पाश मानकों टाई के लिए?

अब हम oscillatory सर्किट के आपरेशन के भौतिक विज्ञान के करीब आ गए हैं। समय के साथ संधारित्र प्लेटों पर आरोप दूसरे क्रम अंतर समीकरण के अनुसार बदल जाता है।

आप इस समीकरण को हल है, यह प्रक्रिया है कि सर्किट में होने का वर्णन कुछ रोचक सूत्रों निकलता है। उदाहरण के लिए, एक चक्रीय आवृत्ति समाई और प्रेरण के रूप में व्यक्त किया जा सकता है।

हालांकि, सबसे सरल सूत्र है कि कई अज्ञात गणना करने के लिए अनुमति देता है - थॉमसन समीकरण (ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी विलियम थॉमसन के नाम पर रखा है, जो 1853 में उसे लाया):

• टी = 2 * च * (L * सी) ^1/2।
  टी - विद्युत दोलनों के बीच,
  एल और सी - तदनुसार, दोलन सर्किट का तार और एक समाई सर्किट तत्व की प्रेरण,
  n - संख्या अनुकरणीय।

गुणवत्ता के कारक

गुणवत्ता कारक - वहाँ एक और महत्वपूर्ण मात्रा काम के समोच्च की विशेषता है। यह समझने के लिए कि यह क्या है, आप एक प्रतिध्वनि के रूप में इस प्रक्रिया को देखना चाहिए। यह घटना है, जिसमें आयाम एक निरंतर मूल्य है, जो एक स्विंग समर्थन है पर अधिकतम शक्ति बन जाता है। अनुनाद एक सरल उदाहरण से समझा सकता है: यदि आप उनकी आवृत्ति की धुन पर स्विंग पुश करने के लिए शुरू करते हैं, वे त्वरित किया जाएगा, और उनके "आयाम" में वृद्धि होगी। लेकिन अगर आप हरा धक्का नहीं करते हैं, वे धीमी हो जाएगी। प्रतिध्वनि में अक्सर ऊर्जा का एक बहुत नष्ट करता। आदेश हानि के मूल्य की गणना करने में सक्षम होने के लिए, हम इस तरह के गुणवत्ता कारक के रूप में एक पैरामीटर का आविष्कार किया। यह एक गुणांक ऊर्जा के अनुपात, प्रणाली में स्थित के बराबर है, सर्किट में एक चक्र के दौरान होने वाली हानि के लिए है।

सर्किट गुणवत्ता कारक सूत्र के अनुसार की जाती है:

• क्यू = (डब्ल्यू ₀ * डब्ल्यू) / पी, जहां
  डब्ल्यू ₀ - दोलनों की गूंज कोणीय आवृत्ति;
  डब्ल्यू - ऊर्जा हिल प्रणाली में संग्रहीत;
  पी - शक्ति का अपव्यय।

यह पैरामीटर - वास्तव में के बाद से आयामरहित ऊर्जा अनुपात से पता चलता: संग्रहीत के लिए खर्च किए।

आदर्श दोलन सर्किट क्या है

भौतिक विज्ञान की प्रणाली में प्रक्रियाओं की एक बेहतर समझ के लिए तथाकथित आदर्श दोलन सर्किट के साथ आया था। यह एक गणितीय मॉडल शून्य प्रतिरोध के साथ एक प्रणाली के रूप में सर्किट का प्रतिनिधित्व करता है। इसमें अन्देंप्त हार्मोनिक दोलन कर रहे हैं। यह मॉडल एक अनुमानित सूत्र गणना सर्किट पैरामीटर प्राप्त करने के लिए अनुमति देता है। इन मानकों में से एक - कुल ऊर्जा:

• डब्ल्यू = (एल * मैं ²⁾ / 2।

इस तरह के सरलीकरण बहुत गणना में तेजी लाने और पूर्व निर्धारित विशेषताओं के साथ सर्किट विशेषताओं का मूल्यांकन करने के लिए अनुमति देते हैं।

यह कैसे काम करता है?

सभी दोलन सर्किट ऑपरेटिंग चक्र दो भागों में विभाजित किया जा सकता है। अब हम वास्तव में प्रक्रियाओं हर हिस्से में हो रही देखेंगे।

• पहले चरण प्लेट संधारित्र, धनात्मक आवेश, का निर्वहन करने, परिपथ में धारा प्रतिपादन शुरू होता है। इस बिंदु पर, वर्तमान एक सकारात्मक से एक नकारात्मक चार्ज करने के लिए है, जबकि तार के माध्यम से गुजर जाता है। नतीजतन, विद्युत चुम्बकीय कंपन सर्किट में होते हैं। तार के माध्यम से वर्तमान गुजर, यह एक दूसरे की थाली करने के लिए ले जाता है और सकारात्मक यह शुल्क लेता है (जबकि पहले इलेक्ट्रोड है, जो वर्तमान चला गया है, नकारात्मक चार्ज)।
• दूसरे चरण के ठीक सामने प्रक्रिया जगह लेता है। वर्तमान सकारात्मक प्लेट (जो शुरुआत में नकारात्मक था) नकारात्मक करने के लिए से गुजरता है, तार के माध्यम से फिर से गुजर। और सभी आरोपों जगह में गिर जाते हैं।

चक्र के रूप में लंबे समय के रूप संधारित्र चार्ज किया जाता है दोहराया है। एक आदर्श गुंजयमान सर्किट में इस प्रक्रिया अनंत है, और वास्तविक शक्ति हानि विभिन्न कारकों के कारण अपरिहार्य है: हीटिंग कि सर्किट (जौल गर्मी) में प्रतिरोध के अस्तित्व के कारण होता है, और पसंद है।

Embodiments सर्किट डिजाइन

सरल सर्किट करने के लिए "का तार-संधारित्र" और "तार-बाधा-संधारित्र" इसके अलावा, कोई अन्य विकल्प, एक आधार के दोलन सर्किट के रूप में प्रयोग कर रहे हैं। यह, उदाहरण के लिए, एक समानांतर परिपथ जिसमें विशेषता है एक तत्व सर्किट है कि वहाँ (और क्योंकि के रूप में यह अकेला मौजूद है, यह एक श्रृंखला सर्किट होगा जिनमें से लेख में चर्चा गया था)।

वहाँ भी निर्माण के अन्य प्रकार, विभिन्न विद्युत उपकरणों भी शामिल है। उदाहरण के लिए, यह नेटवर्क ट्रांजिस्टर जो खोलने के लिए और एक आवृत्ति सर्किट के दोलन आवृत्ति के बराबर के साथ सर्किट बंद हो जाएगा करने के लिए कनेक्ट करने के लिए संभव है। इस प्रकार, प्रणाली अन्देंप्त दोलनों स्थापित हो जाएगा।

कहाँ दोलन सर्किट प्रयोग किया जाता है?

सबसे सर्किट के घटकों का उपयोग हमारे लिए परिचित है - यह विद्युत चुम्बकों। वे, बारी में, इंटरकॉम सिस्टम, मोटर्स, सेंसर, और कई अन्य कम पारंपरिक क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। एक अन्य अनुप्रयोग - दोलक। वास्तव में, यह सर्किट के उपयोग हमारे लिए बहुत परिचित है: इस रूप में, यह एक दूरी पर सूचना प्रसारित करने के लिए मोबाइल और बेतार संचार में लहरों बनाने के लिए माइक्रोवेव में प्रयोग किया जाता है। यह सब तथ्य यह है कि विद्युत चुम्बकीय तरंगों की दोलनों इस तरह से है कि यह लंबी दूरी पर सूचना प्रसारित करना संभव हो जाएगा में एन्कोड किया जा सकता की वजह से है।

प्रारंभ करनेवाला खुद को ट्रांसफार्मर के एक तत्व के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है: एक अलग संख्या में विंडिंग के साथ दो कॉइल एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के माध्यम से अपना प्रभार प्रेषित कर सकते हैं। लेकिन चूंकि सोलोऑनॉयड की विशेषताओं अलग-अलग हैं, वहीं दो सर्किटों में मौजूदा सूचकांक अलग-अलग हैं, जिनसे इन दो इंडिकेटर्स जुड़े हुए हैं। इस प्रकार, एक वोल्टेज के साथ वर्तमान में परिवर्तित करना संभव है, कहते हैं, वर्तमान में 12 वोल्ट में 220 वोल्ट।

निष्कर्ष

हमने विस्तार से ऑस्केलेटरी सर्किट और उसके प्रत्येक भाग के अलग-अलग ऑपरेशन के सिद्धांत को अलग कर दिया है। हमने सीखा है कि ओसीलकेटरी सर्किट एक ऐसा उपकरण है जो विद्युत चुम्बकीय तरंगों को बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। हालांकि, ये केवल इन की जटिल यांत्रिकी की नींव हैं, प्रतीत होता है सरल, तत्व आप विशिष्ट साहित्य से सर्किट की बारीकियों और इसके घटकों के बारे में अधिक जान सकते हैं।