Присоединяйтесь к нам и мы всегда будем Вам рады!

Здравствуйте!

Итак, в предыдущем УРОКЕ 2 мы рассмотрели, что такое КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ КОНТУР и два основных, образующих его, РЕАКТИВНЫХ компонента: КОНДЕНСАТОР (ЁМКОСТЬ — C) и КАТУШКА ИНДУКТИВНОСТИ (ИНДУКТИВНОСТЬ — L). Далее, думаю, что у Вас возник один, на первый взгляд, абсолютно логичный вопрос: зачем, всё, изложенное в УРОКЕ 2 нужно и какое оно имеет практическое применение? Для получения ответа на этот вопрос перейдём к УРОКУ.

Итак, УРОК 3. Стоит отметить, что в окружающем нас мире существует множество примеров различных колебательных систем. К примеру, взять детские качели или маятник часов. В УРОКЕ 2 была выбрана, в качестве примера, конструкция, которая позволила акцентировать Ваше внимание на двух составляющих колебательного контура (поскольку, рассматривая, например, маятник часов – это, было бы, не столь очевидно). Тем не менее, если говорить о маятнике часов, то его колебания сопровождаются такими физическими процессами, как циклическое преобразование между ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ (в нашем случае – максимальное НАПРЯЖЕНИЕ) – когда маятник находится в максимально отклонённом положении и КИНЕТИЧЕСКОЙ (в нашем случае - максимальный ТОК) ЭНЕРГИЯМИ – когда маятник имеет максимальную скорость, проходя самую нижнюю точку. Опять таки, обращаю Ваше особое внимание на то, что при максимальном НАПРЯЖЕНИИ, мы имеем ТОК=0, а при максимальном ТОКЕНАПРЯЖЕНИЕ=0 (без учёта знака). Эта особенность характерна только для РЕАКТИВНЫХ элементов. Таким образом, мы имеем подобие циклического преобразования ТОКА в НАПРЯЖЕНИЕ и обратно. Также, учитывая, что маятник, выполняя колебания, поворачивается сначала в одну сторону, а затем в обратную (противоположную), справедливым будет поочерёдное изменение знаков ТОКА и НАПРЯЖЕНИЯ с «+» на «» и обратно (поочерёдное ИЗМЕНЕНИЕ ПОЛЯРНОСТИ). При этом разность фаз между ТОКОМ и НАПРЯЖЕНИЕМ будет 90 градусов (подробней рассмотрим это в УРОКЕ 4).

Думаю, не для кого, не будет новостью, что маятник является «сердцем» любых механических часов. Ведь, именно он задаёт точность и скорость их работы, являясь для них, своего рода, РЕЗОНАТОРОМ, то есть, колебательным устройством (КОЛЕБАТЕЛЬНЫМ КОНТУРОМ), с чётко определённым ПЕРИОДОМ (T) между повторами его колебаний. Единицей измерения ПЕРИОДА (T) (повтора) колебаний есть СЕКУНДА. В свою очередь, ЧАСТОТА (F) – это количество колебаний произведённых за единицу времени (за СЕКУНДУ). Математически ЧАСТОТА (F) связана с ПЕРИОДОМ (T) обратной пропорцией:

F = 1 / T или T = 1 / F

ЧАСТОТА (F), с которой производятся свободные колебания системы, называется РЕЗОНАНСНОЙ ЧАСТОТОЙ (F) КОЛЕБАТЕЛЬНОГО КОНТУРА.

Далее, для визуализации понимания эффекта РЕЗОНАНСА (накопления колебательной энергии), рассмотрим пример колебания жидкости внутри тарелки (этот пример выбран потому, что его легко можно повторить в домашних условиях)…

tarelka

Для этого эксперимента взята тарелка, наполовину наполненная водой, установленная на столе, с предварительной подложкой из тонкого материала, создающего незначительный горбик, проходящий вдоль диаметра днища тарелки, логически разделяя её на две равные части. В качестве такой подлодки можно использовать, например, тонкую линейку. Важно, чтобы взявшись за край одной из логических сторон тарелки, производя лёгкие вертикально направленные движения, её можно было бы незначительно наклонять (колебать) через полученную, при помощи подложки, ось симметрии. Теперь попробуем, взявшись за описанный выше край тарелки, произвести его, вертикально направленные, колебания с различной скоростью (ЧАСТОТОЙ) колебаний. Вы сможете заметить, что только при определённой ЧАСТОТЕ колебаний жидкость в тарелке будет максимально колебаться (возможно, даже, выплёскиваясь). Интересно, также, что если внезапно перестать раскачивать тарелку, убрав от неё руку, то она, ещё какое-то время, будет пытаться самостоятельно совершать колебания, пытаясь передавать колебательную ЭНЕРГИЮ внешнему миру.

Важно то, что при помощи в унисон приложенной колебательной ЭНЕРГИИ мы вызываем процесс накопления колебательной ЭНЕРГИИ в системе (РЕЗОНАНС), и получаем (в данном случае) АМПЛИТУДУ колебаний (НАПРЯЖЕНИЕ) значительно больше, чем АМПЛИТУДА колебаний (НАПРЯЖЕНИЕ), заранее приложенной ЭНЕРГИИ. Обращаю внимание, что в унисон – это, когда ЧАСТОТА свободных колебаний (ЧАСТОТА РЕЗОНАНСА) КОЛЕБАТЕЛЬНОГО КОНТУРА и её ФАЗА совпадает с ЧАСТОТОЙ и ФАЗОЙ внешне приложенной ЭНЕРГИИ. Далее, хочу отметить, что подобное накопление ЭНЕРГИИ могло бы, на первый взгляд, продолжаться до бесконечности, но это не так. Всё дело в том, что при повышении АМПЛИТУДЫ колебаний, в нашем КОЛЕБАТЕЛЬНОМ КОНТУРЕ увеличиваются и потери ЭНЕРГИИ, связанные с трением жидкости об стенки тарелки (воздействие паразитного СОПРОТИВЛЕНИЯ, вызванного не идеальностью компонентов КОЛЕБАТЕЛЬНОГО КОНТУРА). В целом, мы получили РЕЗОНАНСНЫЙ КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ КОНТУР, в котором на ЧАСТОТЕ РЕЗОНАНСА будет максимальное РЕАКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ (объясню подробней в УРОКЕ 4).

Ну, и последнее, это ответ на вопрос: «Зачем всё это нужно и где это применить?». Я думаю, что ответ на этот вопрос Вам абсолютно очевиден: для построения РЕЗОНАНСНЫХ ФИЛЬТРОВ, выделяющих колебания на определённых (нужных нам) ЧАСТОТАХ. Вот мы и получили ответ на наш изначальный вопрос.

Итак, в этом УРОКЕ 3 мы рассмотрели, что такое РЕЗОНАНС, ЧАСТОТА и ПЕРИОД колебаний. Как Вы, вероятно уже догадываетесь, в реальной ЭЛЕКТРОНИКЕ, обычно, используются ЧАСТОТЫ колебаний на несколько порядков выше, нежели колебания в приведённых примерах, и это, в свою очередь, также, затрудняет понимание процессов, происходящих в электронных компонентах. В следующем УРОКЕ 4 мы рассмотрим, что такое МОЩНОСТЬ и как она зависит от разности ФАЗ между ТОКОМ и НАПРЯЖЕНИЕМ.

До встречи в УРОКЕ 4! Здоровья Вам! 73!

Оставить комментарий или два


WWW-Радио

Погода

Прогноз погоды в Киеве

Курсы валют

Опрос

Как Вам мой сайт?

Просмотреть результаты

Loading ... Loading ...

Архив по дате

Ноябрь 2018
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Ноя    
 1234
567891011
12131415161718
19202122232425
2627282930  
Инициативная группа вкладчиков и клиентов банк Форум SOS Анализ сайта Рейтинг@Mail.ru