Rezonansinių RLC grandinių darbo ir taikymo vadovas

Išbandykite Mūsų Instrumentą, Kaip Pašalinti Problemas





RLC grandinė yra elektros grandinė, kurią sudaro rezistorius, induktorius ir kondensatorius, juos vaizduoja raidės R, L ir C. Rezonansinės RLC grandinės yra sujungtos nuosekliai ir lygiagrečiai. RLC grandinės pavadinimas yra kilęs iš pradinės raidės iš varžos, induktoriaus ir kondensatoriaus komponentų. Dabartiniu tikslu grandinė sudaro harmoninį osciliatorių. Naudojant LC grandinė tai iš rezonuoja. Jei rezistorius padidėja, jis suardo virpesius, kurie vadinami slopinimu. Tam tikrą atsparumą sunku rasti realiuoju laiku, net kai rezistorius nėra nustatytas kaip komponentas, kurį išsprendžia LC grandinė.

Rezonansinės RLC grandinės

Kalbant apie rezonansą, jis yra sudėtingas komponentas ir turi daug neatitikimų. Varža z ir jos grandinė yra apibrėžta kaip




Z = R + JX

Kur R yra varža, J yra įsivaizduojamas vienetas, o X - reaktyvumas.



Tarp R ir JX yra pasirašytas impulsas. Įsivaizduojamas vienetas yra išorinis pasipriešinimas. Sukaupta energija yra kondensatorius ir induktorius. Kondensatoriai saugomi elektriniame lauke, o induktoriai - didumo lauke.

SUC= 1 / jωc


= -J / ωc

SUL= jωL

Pagal lygtį Z = R + JK reaktyvumus galime apibrėžti kaip

XC= -1 / ωc

XL =ωL

Absoliuti reaktyvumo vertė induktorius ir kondensatoriaus įkrovos dažnis, kaip parodyta žemiau esančiame paveikslėlyje.

Rezonansinės RLC grandinės - induktoriaus ir kondensatoriaus įkrovos reaktyvumas dažniu

Q faktorius

Q santrumpa apibrėžiama kaip kokybė ir ji taip pat žinoma kaip kokybės veiksnys. Kokybės faktorius apibūdina nepakankamai slopintą rezonatorių. Jei padidėja silpnas rezonatorius, kokybės koeficientas sumažėja. Elektros rezonatoriaus grandinės slopinimas sukuria energijos praradimą varžiniuose komponentuose. Q faktoriaus matematinė išraiška apibrėžiama kaip

Q ( ω ) = didžiausia sukaupta energijos energija / energijos nuostoliai

Q koeficientas priklauso nuo dažnio, kuriuo dažniausiai nurodomas rezonansinis dažnis, o kondensatoriuje ir induktoriuje sukaupta didžiausia energija gali apskaičiuoti rezonansinį dažnį, kuris saugomas rezonanso grandinėje. Atitinkamos lygtys yra

Didžiausia sukaupta energija = LIduLrms= C VduCrms

ILrms žymimi kaip RMS srovė per induktorių. Ji lygi visai RMS srovei, susidarančiai grandinėje nuosekliojoje grandinėje, o lygiagrečioje grandinėje ji nėra lygi. Panašiai, VCrms yra kondensatoriaus įtampa, rodoma lygiagrečioje grandinėje, ir ji yra lygi vidutinei vidutinei maitinimo įtampai, tačiau nuosekliai grandinę sutaria potencialus daliklis. Taigi serijinę grandinę paprasta apskaičiuoti didžiausią energiją, sukauptą per indikatorių, o lygiagrečiose grandinėse laikoma per kondensatorių.

Reali galia degeneruojasi rezistoriuje

P = VRmsRms= AšduRmsR = VduRms/ R

Lengviausias būdas rasti serijinę RLC grandinę

Klausimas(S)ω0= ω0 durmsL / IdurmsR = ω0L / R

Lygiagreti grandinė turi atsižvelgti į įtampą

Klausimas(P)ω0= ω0RCVduCrms/ VduCrms= ω0CR

Serijos RLC grandinė

RLC serijos grandinę sudaro rezistorius, induktorius ir kondensatorius, kurie nuosekliai sujungti serijinėje RLC grandinėje. Žemiau esančioje diagramoje parodyta serijos RLC grandinė. Šioje grandinėje kondensatorius ir induktorius sujungs vienas kitą ir padidins dažnį. Jei galime iš naujo sujungti Xcis neigiamą, aišku, kad XL + XC turėtų būti lygus nuliui šiam konkrečiam dažniui XL = -XVaizduojamosios impedanso komponentai tiksliai panaikina vienas kitą. Esant tokiam dažnio judėjimui, grandinės varža turi mažą dydį ir fazinį kampą yra nulis, jis vadinamas grandinės rezonansiniu dažniu.

Serijos RLC grandinė

Serijos RLC grandinė

XL+ XC= 0

XL= - XC= ω0L = 1 / ω0C = 1 / LC

ω0 =√1 / LCω0

= 2Π f 0

Savavališkos RLC grandinės

Mes galime stebėti rezonanso efektus, atsižvelgdami į įtampą per varžinius komponentus į įėjimo įtampą, pavyzdžiui, kurį galime apsvarstyti kondensatoriui.

VC / V = ​​1/1-ωduLC + j ωRC

R, L ir C reikšmių santykis pavaizduotas kampiniam dažniui, o paveikslėlyje parodytos amplifikacijos savybės. Rezonansinis dažnis

VC / V- 1 / j ω0RC

VC / V- j ω0L / R

Matome, kad kadangi tai yra teigiama grandinė, bendras išsklaidytos galios kiekis yra pastovus

Kampinis dažnio rad / s

Lygiagreti RLC grandinė

Lygiagrečioje RLC grandinėje komponento varža, induktorius ir kondensatorius yra sujungti lygiagrečiai. Rezonansinė RLC grandinė yra dvigubos serijos grandinė, turinti įtampos ir srovės mainų vaidmenis. Taigi grandinė turi srovės stiprinimą, o ne impedanciją, o įtampos padidėjimas yra didžiausias rezonansiniame dažnyje arba sumažintas iki minimumo. Bendra grandinės varža pateikiama kaip

Lygiagreti RLC grandinė

Lygiagreti RLC grandinė

= R ‖ ZL‖ SUC

= R / 1 - JR (1 / XC+ 1 / XL)

= R / 1 + JR (ωc - 1 / ωL)

Kada XC = - XL Rezonansinės smailės vėl atsiranda, taigi rezonansinis dažnis turi tą patį ryšį.

ω0 =√1 / LC

Norėdami apskaičiuoti srovės stiprinimą, žiūrėdami į srovę kiekvienoje rankoje, kondensatoriaus stiprinimas pateikiamas kaip

ic/ i = jωRC / 1+ jR (ωc - 1 / ωL)

rezonansinis dažnis

Dabartinis dydžio padidėjimas parodytas paveiksle, o rezonansinis dažnis yra

ic/ i = jRC

Rezonansinių RLC grandinių taikymai

Rezonansinės RLC grandinės turi daugybę programų, tokių kaip

  • Osciliatoriaus grandinė derinimo tikslams naudojami radijo imtuvai ir televizoriai.
  • Serijos ir RLC grandinė daugiausia susijusi su signalo apdorojimu ir ryšių sistema
  • Serijos rezonansinė LC grandinė naudojama įtampos padidinimui užtikrinti
  • Indukciniame šildyme naudojama nuoseklioji ir lygiagreti LC grandinė

Šiame straipsnyje pateikiama informacija apie RLC grandinę, serijų ir paralelių RLC grandines, Q koeficientą ir rezonansinių RLC grandinių taikymą. Tikiuosi, kad straipsnyje pateikta informacija yra naudinga norint suteikti geros informacijos ir suprasti projektą. Be to, jei turite klausimų dėl šio straipsnio ar elektriniai ir elektroniniai projektai galite pakomentuoti žemiau esančiame skyriuje. Čia yra klausimas, lygiagrečioje RLC grandinėje, kuri vertė visada gali būti naudojama kaip vektorinė nuoroda?

Nuotraukų kreditai: