Вести

Што се случува кога ставате индуктори и кондензатори во колото? Нешто кул - и всушност е важно.
Можете да направите многу различни типови на индуктори, но најчестиот тип е цилиндричен калем - соленоид.
Кога струјата минува низ првата јамка, таа генерира магнетно поле што минува низ другите јамки. Освен ако не се промени амплитудата, магнетното поле навистина нема да има никаков ефект. Променливото магнетно поле генерира електрични полиња во други кола. Насоката на ова електрично поле произведува промена во електричниот потенцијал како батерија.
Конечно, имаме уред со потенцијална разлика пропорционална на временската стапка на промена на струјата (бидејќи струјата генерира магнетно поле). Ова може да се напише како:
Во оваа равенка треба да се истакне две работи. Прво, L е индуктивноста. Зависи само од геометријата на соленоидот (или каква било форма што ја имате), а неговата вредност се мери во формата на Хенри. Второ, има минус знак.Тоа значи дека промената на потенцијалот низ индукторот е спротивна на промената на струјата.
Како се однесува индуктивноста во колото? Ако имате постојана струја, тогаш нема промена (директна струја), така што нема потенцијална разлика низ индукторот - делува како да не постои. Ако постои висока фреквентна струја (AC коло), ќе има голема потенцијална разлика низ индукторот.
Исто така, постојат многу различни конфигурации на кондензатори. Наједноставната форма користи две паралелни спроводливи плочи, секоја со полнење (но нето полнењето е нула).
Полнењето на овие плочи создава електрично поле во кондензаторот. Поради електричното поле, електричниот потенцијал помеѓу плочите исто така мора да се промени. Вредноста на оваа потенцијална разлика зависи од количината на полнење. Потенцијалната разлика низ кондензаторот може да биде напишано како:
Овде C е вредноста на капацитетот во фарад - исто така зависи само од физичката конфигурација на уредот.
Ако струјата влезе во кондензаторот, вредноста на полнењето на плочката ќе се промени. биде како отворено коло, а напонот на кондензаторот ќе биде еднаков на напонот на батеријата (или напојувањето). акумулација, кондензаторот ќе се однесува како да не постои.
Да претпоставиме дека почнуваме со наполнет кондензатор и го поврзуваме со индуктор (нема отпор во колото затоа што користам совршени физички жици). Размислете за моментот кога двата се поврзани. Претпоставувајќи дека има прекинувач, тогаш можам да нацртам следниот дијаграм.
Ова е она што се случува. Прво, нема струја (бидејќи прекинувачот е отворен). Штом прекинувачот ќе се затвори, ќе има струја, без отпор, оваа струја ќе скокне до бесконечност. Меѓутоа, ова големо зголемување на струјата значи дека потенцијалот генериран преку индукторот ќе се промени. Во одреден момент, потенцијалната промена низ индукторот ќе биде поголема од промената низ кондензаторот (бидејќи кондензаторот губи полнење како што тече струјата), а потоа струјата ќе се смени и ќе го наполни кондензаторот Овој процес ќе продолжи да се повторува - затоа што нема отпор.
Се нарекува LC коло затоа што има индуктор (L) и кондензатор (C) - мислам дека ова е очигледно. Потенцијалната промена околу целото коло мора да биде нула (бидејќи е циклус) за да можам да напишам:
И Q и I се менуваат со текот на времето. Постои врска помеѓу Q и I бидејќи струјата е временската стапка на промена на полнењето што го напушта кондензаторот.
Сега имам диференцијална равенка од втор ред на променливата за полнење. Ова не е тешка равенка за решавање - всушност, можам да погодам решение.
Ова е речиси исто како и решението за масата на пружината (освен во овој случај, позицијата се менува, а не полнењето). решете го овој проблем. Дозволете ми да започнам со следните вредности:
За да го решам овој проблем нумерички, ќе го разложам проблемот на мали временски чекори. Во секој временски чекор, ќе:
Мислам дека ова е прилично кул. Уште подобро, можете да го измерите периодот на осцилација на колото (користете го глувчето за да лебдите и да ја пронајдете временската вредност), а потоа користете го следниов метод за да го споредите со очекуваната аголна фреквенција:
Се разбира, можете да промените дел од содржината во програмата и да видите што ќе се случи - напред, нема да уништите ништо трајно.
Горенаведениот модел е нереален. Вистинските кола (особено долгите жици во индукторите) имаат отпор. Ако сакам да го вклучам овој отпорник во мојот модел, колото би изгледало вака:
Ова ќе ја промени равенката на јамката на напонот. Сега ќе има и термин за потенцијалниот пад низ отпорникот.
Повторно можам да ја користам врската помеѓу полнењето и струјата за да ја добијам следната диференцијална равенка:
По додавањето отпорник, ова ќе стане потешка равенка и не можеме само да „погодиме“ решение. Сепак, не треба да биде премногу тешко да се измени горната нумеричка пресметка за да се реши овој проблем. Всушност, единствената промена е линијата што го пресметува вториот дериват на полнење. Додадов термин таму за да го објаснам отпорот (но не од прв ред).
Да, можете да ги промените и вредностите на C и L, но бидете внимателни. Ако тие се премногу ниски, фреквенцијата ќе биде многу висока и треба да ја промените големината на временскиот чекор на помала вредност.
Кога правите модел (преку анализа или нумерички методи), понекогаш навистина не знаете дали е легален или целосно лажен. Еден начин да го тестирате моделот е да го споредите со вистински податоци. Дозволете ни да го направиме ова. Ова е моето поставување.
Вака функционира. Прво, користев три батерии од типот D за полнење на кондензаторите. Можам да кажам кога кондензаторот е речиси целосно наполнет гледајќи го напонот преку кондензаторот. Следно, исклучете ја батеријата и потоа затворете го прекинувачот на празнете го кондензаторот преку индукторот.Отпорникот е само дел од жицата-немам посебен отпорник.
Пробав неколку различни комбинации на кондензатори и индуктори, и конечно добив работа. Во овој случај, користев кондензатор од 5 μF и стар трансформатор со лош изглед како мој индуктор (не е прикажан погоре). Не сум сигурен за вредноста на индуктивноста, па јас само ја проценувам фреквенцијата на аголот и ја користам мојата позната вредност на капацитивност за да ја решам 13,6 Хенриевата индуктивност. најдобар.
Ова е графикон на мојот нумерички модел и измерениот напон во вистинското коло (јас користев сонда за диференцијален напон на Верние за да го добијам напонот во функција на времето).
Не е совршено фит-но е доволно блиску за мене. Очигледно, можам малку да ги прилагодам параметрите за подобро да се вклопам, но мислам дека ова покажува дека мојот модел не е луд.
Главната карактеристика на ова коло LRC е тоа што има некои природни фреквенции кои зависат од вредностите на L и C. Да претпоставиме дека сум направил нешто различно. Што ако поврзам извор на осцилирачки напон на ова коло LRC? Во овој случај, максималната струја во колото зависи од фреквенцијата на изворот на осцилирачки напон. Кога фреквенцијата на изворот на напон и колото LC се исти, ќе ја добиете максималната струја.
Цевката со алуминиумска фолија е кондензатор, а цевката со жица е индуктор. Заедно со (диодата и слушалката) тие сочинуваат кристално радио. видео).Основната идеја е да се прилагодат вредностите на кондензаторите и индукторите за да се „наштимаат“ на одредена радио станица. Не можам да ја натерам да работи правилно - мислам дека нема добри AM радио станици наоколу. (или мојот индуктор е скршен). Сепак, открив дека овој стар комплет со кристално радио работи подобро.
Најдов станица што едвај ја слушам, па мислам дека моето само-направено радио можеби не е доволно добро за да прима станица. Но, како точно работи ова резонантно коло RLC и како го добивате аудио сигналот од него? Можеби Ќе го зачувам во наредна објава.
© 2021 Condé Nast.сите права се задржани. Со користење на оваа веб-локација, го прифаќате нашиот договор за корисникот и политиката за приватност и изјавата за колачиња, како и вашите права за приватност во Калифорнија. Како дел од нашето партнерство со трговците на мало, Wired може да добие дел од продажба од производи купени преку нашата веб-страница. Без претходна писмена дозвола од Condé Nast, материјалите на оваа веб-локација не смеат да се копираат, дистрибуираат, пренесуваат, кешираат или на друг начин да се користат. Избор на реклами