تحديد المقاومة النشطة للملف إذا كان عدد اللفات. تحديد الحث والمقاومة النشطة للملف
حساب المعلمات الدائرة التذبذبيةوالإنتاج التجريبي للتذبذبات المخمد.
من خلال ضبط سعة المكثف على حوالي 0.1 ميكروفاراد والمقاومة النشطة ريساوي الصفر، احسب معلمات الدائرة التذبذبية الناتجة: التردد ن(أو ث)، معامل التوهين ب، فترة التذبذبات المبللة ت، إنقاص التخميد اللوغاريتمي دعامل الجودة للدائرة التذبذبية س، المقاومة الحرجة ص كر.
قم بتجميع الدائرة (الشكل 5)، واضبط مخزن السعة على 0.1 μF ومجلة المقاومة على 0 أوم. لكي تكون صورة التذبذبات المخمدة مرئية باستمرار على شاشة راسم الذبذبات، من الضروري إضافة الطاقة بشكل دوري إلى الدائرة التذبذبية عن طريق إعادة شحن المكثف. يتم استخدام خرج الجهد المنحدر على اللوحة اليمنى من راسم الذبذبات كمصدر طاقة دوري. يجب تحديد تردد المسح لمرسمة الذبذبات بحيث تكون هناك عدة فترات من التذبذبات المخمد لفترة مسح واحدة.
مكثف مع التفاضليةومقاومة المدخلات من الذبذبات ر فيعبارة عن دائرة تفاضلية تقوم بتحويل إشارة مسننة إلى إشارة نابضة (الشكل 6). مع الزيادة السلسة في الجهد، يكون للمكثف الوقت الكافي للشحن، والجهد عليه في كل لحظة من الزمن يساوي تقريبًا جهد مصدر إشارة سن المنشار، ولا يوجد تيار في الدائرة. مع انخفاض حاد في الجهد في الدائرة، لوحظ نبض تيار تفريغ المكثف. جهد الخرج هو الفرق الزمني لجهد الإدخال. يلتقط مع التفاضليةحوالي 100 ¸ 1000 بيكو فاراد.
بناءً على الصورة الناتجة، حدد معلمات الدائرة التذبذبية وقارنها بتلك المحسوبة مسبقًا. من خلال تغيير محاثة الملف، وإدخال النواة فيه، وسعة المكثف، لاحظ وشرح التغيير في نمط التذبذبات المخمدة.
لاحظ التغيير في الصورة أثناء تكبيرها المقاومة النشطة ر. اعرض هذا على متجر المقاومة رحتى يتحقق الشرط:
والتأكد من عدم وجود تذبذبات في الدائرة.
أسئلة للاختبار في العمل.
- يشرح الآلية المادية الاهتزازات الكهرومغناطيسيةفي دائرة تذبذبية.
– كيف تتحول الطاقة أثناء التذبذبات الكهرومغناطيسية وما تساويها؟ إجمالي الطاقة?
– كيف يؤثر وجود مقاومة نشطة للدائرة التذبذبية على الذبذبات الكهرومغناطيسية؟ ما هي الذبذبات الكهرومغناطيسية المخمده؟
– ما هي معلمات الدائرة التي تحدد طبيعة التذبذبات الكهرومغناطيسية في الدائرة؟
– وضح لماذا وجود مقاومة حرجة في الدائرة يمنع حدوث ذبذبات كهرومغناطيسية في الدائرة.
| |
العمل المختبري رقم 10
الظواهر في الدوائر تكييف
الغرض من العمل.
دراسة أنماط الظواهر الملحوظة في دوائر التيار المتردد.
المعرفة المطلوبة للحصول على إذن للعمل.
- الحث والسعة في دوائر التيار المتردد؛
- قانون أوم للتيار المتردد؛
– ظاهرة الرنين في دوائر التيار المتردد.
معلومات موجزةمن النظرية.
التيار المتردد هو أي تيار يتغير حجمه بشكل دوري مع مرور الوقت. لكن في أغلب الأحيان، يعني التيار المتردد تيارًا يتغير وفقًا لقانون الجيب (أو جيب التمام):
أين أنا- سعة التيار، - التردد الدوري، - مرحلة التذبذب، التي تميز حالة النظام التذبذبي في في اللحظةوقت ر.
لنأخذ بعين الاعتبار دائرة كهربائية تحتوي على مقاومة ومكثف ومحرِّض متصلين على التوالي بمصدر جهد متناوب (الشكل 1). يتدفق تيار عبر هذه الدائرة، ويتغير وفقًا للقانون الجيبي
| |
ولكن مع التيار المتردد هناك بعض الاختلافات في الدائرة التي تحتوي على السعة والمحاثة.
يتقلب انخفاض الجهد عبر المقاومة وفقًا لنفس قانون التيار
وتتزامن مراحل تذبذبها.
يتناسب الجهد الموجود على لوحات المكثف مع الشحنة الموجودة عليها في كل لحظة من الزمن
ويمكن تعريف الشحنة بأنها جزء لا يتجزأ من التيار مع مرور الوقت
يترتب على هذا التعبير نتيجتان: أولاً، تقلبات الجهد على المكثف تتخلف عن تقلبات التيار بمقدار، وثانيًا، ترتبط قيمة سعة الجهد بقيمة سعة التيار بالعلاقة:
حيث تسمى السعة.
| |
في هذه الحالة، بالنسبة لقسم الدائرة الذي يحتوي على الملف (أي مصدر القوة الدافعة الكهربية، متصل ضد التيار) انخفاض الجهد يساوي
لأنه بالإضافة إلى EMF الحث الذاتي، هناك انخفاض في الجهد عبر مقاومة السلك ص، الذي يصنع منه الملف. فإذا افترضنا أنها صغيرة، إذن
من الواضح أن تقلبات الجهد في الملف تسبق تقلبات التيار بمقدار ، وترتبط سعاتها بالعلاقة
أين هي المفاعلة الحثية للملف.
مقاومة ر, صتسمى نشطة (أو أومية)، والمقاومة اكس لو اكس ج- رد الفعل.
يمكن توضيح علاقات الطور لتذبذبات الجهد على المقاومة النشطة والمفاعلة في مخطط متجه (الشكل 2). يجب أن يؤخذ الاتجاه الرئيسي على أنه قوة التيار، لأنه شائع في عناصر الدائرة المتصلة بالسلسلة. يمكن تحديد سعة جهد الخرج باستخدام قانون إضافة المتجهات:
| |
يمكن ملاحظة أن تذبذبات الجهد والتيار يتم إزاحتها بالنسبة لبعضها البعض بواسطة ي. وقد تحملت المضاعف المشترك- القوة الحالية - من تحت الجذر نحصل على التعبير:
أين ر 0 - كل المقاومة النشطة الدائرة الكهربائية. هذا التعبير هو صيغة رياضية لقانون أوم دائرة متغيرة. المقاومة الكاملةالسلاسل زوتحول الطور الظل بين تقلبات التيار والجهد tgjتحددها الصيغ:
كما يتبين من هذه الصيغ، فإن المقاومة الإجمالية لدائرة التيار المتردد لا تعتمد فقط على قيم المقاومة النشطة والحث والسعة، ولكن أيضًا على تردد التيار المتردد. عند تردد قريب من الصفر، يتم تحديد المقاومة الكلية للدائرة بواسطة السعة ويميل إلى اللانهاية، وتحول الطور. عند التردد العالي للتيار المتردد، على التوالي، و.
حالة مثيرة للاهتماملوحظ عندما يفي تردد التيار المتردد بالشرط:
| |
ومن المثير للاهتمام أيضًا حقيقة تجاوز الجهد على العناصر التفاعلية لدائرة جهد خرج المصدر الحالي. إذا كانت المفاعلات التحريضية والسعوية في لحظة الرنين أكبر من المقاومة النشطة للدائرة، فإن الفولتية عبرها.
المهام العملية
الأهداف
بعد الانتهاء من هذه التجربة، ستتمكن من شرح تأثير الحث في دائرة التيار المتردد وحساب قيم الحث والمفاعلة من نتائج القياس.
الملحقات المطلوبة
* راسم الذبذبات
* عداد رقمي متعدد
* مغو 100 مللي أمبير
* وظيفة مولد / مولد الإشارة
الجزء التمهيدي
عندما يتم توصيل مغو إلى دائرة التيار المتردد، التغييرات المستمرة الجهد االكهربىتؤدي إلى التغيير حاضِر،والتي بدورها تولد مجالًا مغناطيسيًا متزايدًا أو متناقصًا. يُحدث هذا المجال المغناطيسي جهدًا مضادًا في المحرِّض وهو يتعارض التغييرات الحالية. ونتيجة لذلك، هناك مقاومة مستمرة لتدفق التيار. يسمى هذا التفاعل بالمفاعلة الحثية (XL).
صيغة التفاعل الحثي
تعتمد المفاعلة الحثية للملف أو المحرِّض على تردد الجهد المتناوب المطبق (f) والقيمة هنري للتحريض (L). لحساب المفاعلة الحثية، معبرًا عنها بالأوم، استخدم صيغة بسيطة:
التفاعل الحثي يتناسب طرديا مع التردد والتحريض. إذا كانت المفاعلة الحثية معروفة، فيمكن إيجاد التردد أو الحث عن طريق إعادة ترتيب الصيغة الأساسية، كما هو موضح أدناه:
صيغة المعاوقة
تذكر أنه لا توجد ملفات حثية نقية، لأن الملفات الحثية مصنوعة باستخدام سلك له مقاومة. وبالتالي فإن المقاومة الإجمالية التي يوفرها ملف الحث للتيار المتردد هي مزيج من المفاعلة التحريضية والمقاومة التقليدية (النشيطة). يُعرف هذا التفاعل المشترك بالممانعة (أو الممانعة). يمكن حساب المعاوقة باستخدام الصيغة:
تذكر أن الحث يؤدي إلى تأخر التيار عن الجهد. بواسطة
لهذا السبب، فإن الفولتية الموجودة على المحرِّض والمقاومة يتم إزاحتها في الطور بمقدار 90 درجة بالنسبة لبعضهما البعض. وهذا بالضبط ما يمنعنا من مجرد جمع المفاعلة الحثية والمقاومة النشطة معًا للحصول على قيمة المعاوقة.
إذا كانت الممانعة معروفة ولكن المفاعلة الحثية أو المفاعلة النشطة غير معروفة، فيمكن إعادة ترتيب الصيغة السابقة للعثور عليها كما يلي:
إذا كنت تعرف مقاومة الدائرة الحثية، فيمكنك حساب التيار في الدائرة إذا كنت تعرف الجهد المطبق. ويتم ذلك بتطبيق قانون أوم:
وبطبيعة الحال، يمكن أيضًا تحويل هذه الصيغة لحساب متغيرين آخرين إذا لزم الأمر:
ملخص
في هذه التجربة سوف تتعرف على تأثير الحث في دائرة التيار المتردد.
إجراء
1. قم بقياس مقاومة ملف الحث باستخدام جهاز متعدد.
مقاومة العاصمة =____ أوم
2. قم بتوصيل محث 100 مللي أمبير بمولد إشارة ينتج عنه جهد 4 Vpp من الذروة إلى الذروة عند 400 هرتز.
3. الآن قم بقياس القيمة الفعلية للتيار الأساسي. تذكر أنه يجب توصيل الأميتر على التوالي مع الدائرة لإجراء القياس. قم بتوصيل مقياس متعدد لقياس تيار التيار المتردد. تأكد من استمرار المولد في إنتاج 4 Vpp.
هو = _____ ماجستير
4. استخدام المعلومات التي قمت بجمعها
في الخطوات السابقة، والصيغ الواردة في الجزء التمهيدي، قم بحساب مقاومة الدائرة.
ز = _____ أوم
5. باستخدام المعلومات التي جمعتها في الخطوات السابقة والصيغ الواردة في القسم التمهيدي، احسب الحث (L) للملف. ل = _____ م ح
التعليقات أسئلة
1. مع زيادة تردد التيار المتردد المار عبر ملف الحث، فإن المفاعلة التحريضية:
أ) يزيد
ب) يتناقص،
ج) يبقى دون تغيير.
2. عندما تنخفض قيمة الحث في الدائرة، فإن المفاعلة التحريضية:
أ) يزيد
ب) يتناقص،
ج) يبقى دون تغيير.
3. مع انخفاض مقاومة المحرِّض، تكون مقاومته الإجمالية:
أ) يزيد
ب) يتناقص،
ج) يبقى دون تغيير.
4. وحدة قياس قيمة المفاعلة الحثية هي:
ب) فاراد،
5. يتمتع المحث بمقاومة (نشطة) تبلغ 120 أوم. عند تطبيق 24 فولت تيار متردد عند 60 هرتز على الملف، يتدفق تيار قدره 111 مللي أمبير. قيمة الحث تقريبا.
لفائف الحث -أفسد,دوامةأو لفائف حلزونية مصنوعة من المدرفلة المعزولة موصل، والتي لها أهمية كبيرة الحثعند مستوى منخفض نسبياً حاوياتوصغيرة المقاومة النشطة. مثل هذا النظام قادر على تراكم المغناطيسية طاقةعند التسرب التيار الكهربائي.
جهاز
لزيادة الحث، النوى مصنوعة من المغناطيسية الحديديةالمواد: الفولاذ الكهربائي، permalloyحديد الكربونيل، الفريت. تُستخدم النوى أيضًا لتغيير محاثة الملفات ضمن حدود صغيرة.
خصائص مغو
مغو في الدائرة الكهربائيةيتصرف بشكل جيد العاصمةوفي نفس الوقت يقاوم التيار المتردد، منذ أن تغير التيار في الملف، emf المستحثة ذاتيا، ومنع هذا التغيير.
مغو لديه مفاعلةوقيمتها تساوي: ، حيث محاثة الملف، - التردد الدوريالتيار المتدفق. وبناء على ذلك، كلما زاد تردد التيار المتدفق خلال الملف، زادت مقاومته.
عندما يتدفق التيار، يقوم الملف بتخزين طاقة مساوية للعمل الذي يجب القيام به لإنشاء التيار الحالي. حجم هذه الطاقة يساوي
عندما يتغير التيار في الملف، ينشأ emf ذاتي الحث، وقيمته هي
خصائص مغو
] الحث
المعلمة الرئيسية للمغو هو الحث ، الذي يحدد أي موضوع المجال المغنطيسي سيتم إنشاؤه بواسطة ملف عندما يتدفق خلاله تيار قدره 1 أمبير. تتراوح القيم النموذجية لمحاثة الملف من أعشار μH إلى العشرات جي إن .
محاثة الملف اللولبي
الحث الحلقي
تتناسب محاثة الملف مع الأبعاد الخطية للملف، النفاذية المغناطيسيةجوهر ومربع عدد المنعطفات المتعرجة. محاثة ملف الجرح حلقيةجوهر
μ 0 - ثابت مغناطيسي
μ أنا -النفاذية المغناطيسيةالمواد الأساسية (حسب التردد)
ق ه- مساحة المقطع العرضي للنواة
ل ه- طول خط الوسط الأساسي
ن- عدد المنعطفات
عندما يتم توصيل الملفات على التوالي، فإن المحاثة الإجمالية تساوي مجموع محاثات جميع الملفات المتصلة.
في اتصال متوازيلفائف الحث الكلي يساوي
مقاومة الخسارة
خسائر الأسلاك
ترجع خسائر الأسلاك إلى ثلاثة أسباب:
أولاً، تتمتع أسلاك اللف بمقاومة أومية (نشطة).
ثانيا، تزداد مقاومة سلك اللف للتيار المتردد مع زيادة التردد، وهو ما يرجع إلى تأثير الجلدوجوهرها هو أن التيار لا يتدفق عبر كامل المقطع العرضي للموصل، ولكن من خلال الجزء الحلقي من المقطع العرضي.
ثالثا، في أسلاك اللف، الملتوية في دوامة، يظهر تأثير القرب، وجوهره هو إزاحة التيار تحت التأثير التيارات الدواميةو المجال المغنطيسيإلى محيط السلك المجاور للإطار، ونتيجة لذلك يصبح المقطع العرضي الذي يتدفق من خلاله التيار على شكل هلال، مما يؤدي إلى زيادة إضافية في مقاومة السلك.
خسائر عازلة
الخسارة الأساسية
تتكون الخسائر الأساسية من خسائر التيار الدوامي، التباطؤ والخسائر الأولية.
فقدان الشاشة
تحدث خسائر الشاشة بسبب التدفق الحالي عبر الملف مما يؤدي إلى حدوث تيار في الشاشة.
عامل الجودة
هناك سمة أخرى ترتبط ارتباطًا وثيقًا بمقاومة الخسارة - عامل الجودة. يحدد عامل جودة المحرِّض النسبة بين النشاط ومفاعلة الملف. عامل الجودة هو
ومن الناحية العملية، يتراوح عامل الجودة من 30 إلى 200. ويتم تحقيق زيادة في عامل الجودة الاختيار الأمثلقطر السلك، زيادة حجم المحث واستخدام النوى ذات النفاذية المغناطيسية العالية والخسائر المنخفضة، لف النوع "العالمي"، باستخدام سلك مطلي بالفضة، باستخدام سلك مجدولة من النوع "العالمي" سلك ليتز».
معامل درجة حرارة الحث (TCI)
TCI هي معلمة تميز اعتماد محاثة الملف على درجة الحرارة.
يحدث عدم استقرار درجة حرارة الحث بسبب عدد من العوامل: عند التسخين، يزداد طول وقطر سلك اللف، ويزداد طول وقطر الإطار، ونتيجة لذلك تتغير خطوة وقطر المنعطفات؛ بالإضافة إلى ذلك، عندما تتغير درجة الحرارة، يتغير ثابت العزل الكهربائي لمادة الإطار، مما يؤدي إلى تغيير في سعة الملف نفسه.
أنواع المحاثات
محاثات حلقة
يتم استخدام هذه الملفات بالتزامن مع المكثفاتللحصول على دوائر الرنين. يجب أن يتمتعوا بدرجة عالية من الاستقرار والدقة و عامل الجودة.
لفائف
تُستخدم هذه الملفات لتوفير اقتران حثي بين الدوائر الفردية والشلالات. يتيح لك هذا الاتصال فصل الدوائر عن طريق التيار المباشر قواعدو جامعإلخ. لا تخضع هذه الملفات لمتطلبات صارمة فيما يتعلق بعامل الجودة والدقة، لذلك فهي مصنوعة من سلك رفيع على شكل ملفين بأبعاد صغيرة. المعلمات الرئيسية لهذه الملفات هي الحث ومعامل الاقتران.
مقاييس التغير
هذه هي الملفات التي يمكن تغيير محاثتها أثناء التشغيل لإعادة ترتيب الدوائر التذبذبية. وهي تتكون من ملفين متصلين على التوالي. أحد الملفات ثابت (الجزء الثابت)، والآخر يقع داخل الملف الأول ويدور (الدوار). عندما يتغير موضع الجزء المتحرك بالنسبة للجزء الثابت، تتغير قيمة الحث المتبادل، وبالتالي تتغير محاثة المتغير. يسمح لك هذا النظام بتغيير الحث بمقدار 4-5 مرات. في مقاييس الفيروفاريوميتر، يتم تغيير الحث عن طريق تحريك النواة المغناطيسية.
الإختناقات
هذه محاثات ذات مقاومة عالية للتيار المتردد ومقاومة منخفضة للتيار المباشر. عادة ما يتم تضمينه في دوائر إمداد الطاقة لأجهزة التضخيم. مصممة لحماية مصادر الطاقة من الإشارات عالية التردد. على ترددات منخفضةيتم استخدامها في مرشحات إمدادات الطاقة وعادة ما تحتوي على نوى معدنية أو من الفريت.
خنق مزدوج
الخانقات التوأم
اثنين من المحاثات المضادة للجرح، المستخدمة في مرشحات الطاقة. بسبب اللف المضاد و الحث المتبادلأكثر كفاءة مع نفس الأبعاد الشاملة. تُستخدم الاختناقات المزدوجة على نطاق واسع كمرشحات إدخال لإمدادات الطاقة؛ في مرشحات الإشارة التفاضلية للخطوط الرقمية، وكذلك في تكنولوجيا الصوت.
تطبيقات المحاثات
هوائي حلقة
حلقة الحث
المحاثات (مع المكثفاتو/أو المقاومات) تستخدم لبناء دوائر مختلفة ذات خصائص تعتمد على التردد، ولا سيما المرشحات والدوائر تعليق,الدوائر التذبذبيةإلخ..
تستخدم المحاثات في مثبتات النبضكعنصر يخزن الطاقة ويحول مستويات الجهد.
يتم تشكيل ملفين أو أكثر من الملفات المقترنة حثيًا محول.
مغو يتغذى بواسطة تيار نابض من مفتاح الترانزستور، يستخدم في بعض الأحيان كمصدر الجهد العاليطاقة منخفضة في الدوائر ذات التيار المنخفض، عندما يكون إنشاء جهد إمداد عالي منفصل في مصدر الطاقة أمرًا مستحيلًا أو غير عملي اقتصاديًا. في هذه الحالة، على الملف بسبب الحث الذاتيتحدث زيادات في الجهد العالي، والتي يمكن استخدامها في الدائرة، على سبيل المثال، عن طريق التصحيح والتنعيم.
وتستخدم لفائف أيضا المغناطيسات الكهربائية.
تستخدم الملفات كمصدر للطاقة للإثارة البلازما المقترنة حثياً.
للاتصالات الراديوية - الإرسال والاستقبال الموجات الكهرومغناطيسية(هوائي مغناطيسي، هوائي حلقي).
لتسخين المواد الموصلة للكهرباء أفران الحث.
كيف الاستشعارالحركات: يمكن أن يتغير التغير في محاثة الملف على نطاق واسع عن طريق تحريك (سحب) القلب.
يتم استخدام المحث في أجهزة استشعار المجال المغناطيسي الاستقرائي. مقاييس المغناطيسية الحثيةتم تطويرها واستخدامها على نطاق واسع خلال العصور الحرب العالمية الثانية.
مغو- جزء ذو ملف حلزوني ويمكنه تركيز مجال مغناطيسي متناوب. على عكس المقاوماتو المكثفاتالمحاثات هي مكونات راديو غير قياسية ويتم تحديد تصميمها حسب الغرض من جهاز معين.
المعلمات الرئيسية للمغو:
- الحث
- عامل جودة مغو
- القدرة الخاصةالمحاثات
- استقرار درجة الحرارة (معامل درجة الحرارة)
تتناسب كمية الحث بشكل مباشر مع حجم الملف وعدد اللفات. يعتمد الحث أيضًا على المادة الأساسية التي يتم إدخالها في الملف ووجود الشاشة. يتم حساب المحث مع مراعاة هذه العوامل.
عند إدخال نواة مصنوعة من المواد المغناطيسية(الفريت، السيفير، حديد الكاربونيل، المغنتيت) تزداد محاثته. تتيح لك هذه الخاصية تقليل عدد اللفات في الملف للحصول على الحث المطلوب وبالتالي تقليل أبعاده. وهذا مهم بشكل خاص في نطاقات التردد المنخفض عند الحاجة الحث العالي. يؤدي غمر القلب في الملف إلى أعماق مختلفة إلى تغيير محاثته. تم استخدام هذه الخاصية في أجهزة الراديو القديمة عند ضبط محطة الراديو. في الأجهزة الحديثة، غالبا ما تستخدم هذه الخاصية في أجهزة الاستشعار الاستقرائية غير المتصلة. تتفاعل هذه المستشعرات مع اقتراب الأجسام المعدنية.
من الممكن التأثير على محاثة الملف حتى لو لم يكن هناك قلب متحرك فيه. في هذه الحالة، يتم وضع أحد الملفين المتصلين على التوالي داخل الآخر. إذا قمت بعد ذلك بتغيير موضعه، فسوف يتغير الحث أيضًا. ويسمى هذا التصميم لفائف المقارن المتغير.
- هذه هي جودة عمل الملف في دوائر التيار المتردد. يتم تعريف عامل الجودة للمحرِّض على أنه نسبة مفاعلته التحريضية إلى مقاومته النشطة. بشكل تقريبي، مفاعلة حثيهي مقاومة الملف للتيار المتردد، و المقاومة النشطة- هذه هي مقاومة الملف للتيار المباشر والمقاومة بسبب فقدان الطاقة الكهربائية في الإطار والقلب والشاشة وعزل الملف. كلما انخفضت المقاومة النشطة، زاد عامل جودة الملف وجودته. وبالتالي، يمكننا القول أنه كلما زاد عامل الجودة، قل فقدان الطاقة في المحث.
مفاعلة حثي يتم تحديده بواسطة الصيغة:
X L = ωL = 2πfL
حيث ω = 2πf – التردد الدائري (f – التردد، هرتز)؛ L - محاثة الملف، H.
عامل جودة مغويتم تحديده بواسطة الصيغة:
س = X L / R = ωL / R = 2πfL / R
حيث R هي المقاومة النشطة للمحث، أوم.
36 . جوهر طريقة الحساب الرمزي هو أنه مع التيار الجيبي يمكن الانتقال من المعادلات المجمعة للقيم اللحظية والتي هي معادلات تفاضلية إلى المعادلات الجبرية، تتكون نسبة إلى مجمعات التيار و e. د.س. يعتمد هذا الانتقال على حقيقة أنه في المعادلة التي تم تجميعها وفقًا لقوانين كيرشوف لعملية الحالة المستقرة، يتم استبدال القيمة اللحظية للتيار بالسعة المعقدة للتيار. قيمة الجهد اللحظي عبر المقاومة النشطة ش ص = ط ص -معقد ر، في المرحلة مع التيار. قيمة الجهد اللحظي عبر الحث ش ل = ل- معقد ي ل م، يقود التيار بمقدار 90 درجة. الجهد اللحظي عبر السعة ش ج =- معقد م، متخلفة عن التيار بمقدار 90 درجة. القيمة اللحظية ه. د.س. ه- معقد.
دعونا نفكر مثال حسابي التيار المار في الدائرة الموضحة في الشكل
يمكن كتابة معادلة القيم اللحظية على النحو التالي:
ش ص + ش ل + ش ج = ه،
ط ط + L + = ه
لنكتبها في شكل معقد:
ص + ي ل م + م = .
وبحل هذه المعادلة نحصل على:
تسمى هذه الطريقة رمزية لأنه يتم استبدال التيارات والفولتية بصور أو رموز معقدة. لذا رهي صورة أو رمز لانخفاض الجهد أنا; ي ل م- صورة أو رمز لانخفاض الجهد عبر الحث ل; مصورة لانخفاض الجهد عبر المكثف .
37. انتبه! تم الكشف عن الإجابة جزئيًا في السؤال السابق + (تم العثور على جميع الصيغ الواردة هنا في نسخة واحدة، لذا لا أستطيع أن أضمن صحتها، لكن للأسف لم أتمكن من العثور على أي شيء آخر في هذا السؤال، لذلك نوصي باستخدام الصيغ من السؤال السابق).
إذا كانت هناك مصادر طاقة في دائرة كهربائية، فإن القوة الدافعة الكهربية والتيار فيها تتغير وفقًا للقانون التوافقي
ek(t) = Em*k S in(w t + y ek); Jk(t) = Jm*k Sin(w t + y jk)،
(كما أفهمها، إم هو . وكذلك الأمر بالنسبة للآخرين، لكني لا أعرف)
فإن التيارات والفولتية في جميع أقسام هذه الدائرة ستكون وظائف توافقية:
ik(t) = Im*k Sin(w t + y ik); المملكة المتحدة(ر) = أم*ك الخطيئة(ث ر + ص المملكة المتحدة)،
قوانين كيرشوف صالحة لأي دوائر وتأثيرات، بما في ذلك دوائر التيار الجيبية، على سبيل المثال، عند تحديد التيارات والفولتية للدائرة، ينبغي وضع معادلتين:
i = i1+ i2 = Im*1 Sin(w t + y i1) + Im*2 Sin(w t + y i2);
uL = ur + uc = Um*r Sin(w t + y ur) + Um*c Sin(w t +y uc).
من الأسهل إجراء العمليات ذات الدوال التوافقية في مشاكل الهندسة الكهربائية من خلال تمثيلها كأرقام مركبة. تسمى هذه الطريقة بطريقة الأعداد الرمزية أو المعقدة.
يتم الانتقال من القيم اللحظية إلى السعات المعقدة على النحو التالي:
i = Im* Sin(w t + y i) يتوافق مع Im = Im*ejy i,
u = Um* Sin(w t + y u) يتوافق مع Um = Um*ejy u،
38. يتكون أبسط مقسم جهد مقاوم من مقاومتين متصلتين بمصدر جهد. بما أن المقاومات متصلة على التوالي، فإن التيار المار بها سيكون هو نفسه وفقًا لقاعدة كيرشوف الأولى. سيكون انخفاض الجهد عبر كل مقاوم، وفقًا لقانون أوم، متناسبًا مع المقاومة (التيار، كما تم تحديده سابقًا، هو نفسه):
| أنا 1 |
| ج |
| أنا 2 |
| ر |
| ش 1 |
| أ |
دعنا ننتقل إلى الجانب الأيمنحيث مع المعاملات ش 2وأخرجها ش 2خارج الأقواس:
دعونا نؤدي إلى القاسم المشتركالتعبير بين قوسين:
دعونا نجد النتيجة في شكل علاقة ش 2 / ش 1 :
* يمكن استخدام مقسم الجهد لتضخيم جهد الدخل
* يمكن استخدام مقسم الجهد لتثبيت جهد الدخل - وهذا ممكن إذا تم استخدام صمام ثنائي زينر كذراع سفلي للمقسم.
39. مرشح الترددات المنخفضة - مرشح إلكتروني أو أي مرشح آخر يمرر بشكل فعال طيف التردد للإشارة تحت تردد معين (تردد القطع)، ويقلل (يقمع) ترددات الإشارة فوق هذا التردد.
* ل موجات صوتيةيعمل الحاجز الصلب كمرشح تمرير منخفض - على سبيل المثال، عند تشغيل الموسيقى في غرفة أخرى، يتم سماع صوت الجهير بسهولة، ويتم تصفية الترددات العالية (الصوت "يصم الآذان"). تدرك الأذن الموسيقى التي يتم تشغيلها في سيارة مغلقة بنفس الطريقة تمامًا.
* تُستخدم مرشحات الترددات المنخفضة الإلكترونية لقمع تموج الجهد عند مخرج مقومات التيار المتردد، لفصل نطاقات التردد في الأنظمة الصوتية، وفي أنظمة نقل البيانات لقمع التداخل عالي التردد والحد من طيف الإشارة، ولها أيضًا عدد كبير من تطبيقات أخرى.
* تستخدم أجهزة إرسال الراديو مرشح الترددات المنخفضة لمنع الانبعاثات التوافقية التي يمكن أن تتفاعل مع إشارة مفيدة منخفضة التردد وتتداخل مع إلكترونيات الراديو الأخرى.
* غالبًا ما تستخدم مرشحات الترددات المنخفضة الميكانيكية في دوائر AVM الأنظمة المستمرةالإدارة كروابط تصحيحية.
* في معالجة الصور، يتم استخدام مرشحات الترددات المنخفضة لتنظيف الصور من الضوضاء وإنشاء مؤثرات خاصة، وكذلك عند ضغط الصور.
| ش 2 |
| أنا 1 |
| ج |
| أنا 2 |
| ر |
| ش 1 |
| أ |
مرشح التمرير العالي (HPF) هو مرشح إلكتروني أو أي مرشح آخر يمرر الترددات العالية لإشارة الإدخال، مع قمع ترددات الإشارة تحت تردد القطع. تعتمد درجة القمع على نوع الفلتر المحدد.
أبسط مرشح إلكتروني للتمرير العالي يتكون من مكثف ومقاوم متصلين على التوالي. يمرر المكثف التيار المتردد فقط، ويتم إزالة جهد الخرج من المقاوم. حاصل ضرب المقاومة والسعة (R×C) هو الثابت الزمني لمثل هذا المرشح، والذي يتناسب عكسيًا مع تردد القطع بالهرتز:
* يتم استخدام مرشح مماثل لتسليط الضوء ترددات عاليةمن إشارة وغالبًا ما يستخدم في معالجة الإشارات الصوتية، مثل عمليات الانتقال. شيء آخر تطبيق مهممرشح التمرير العالي - يزيل فقط المكون الثابت، الذي يتم اختيار تردد القطع له منخفضًا جدًا.
*تُستخدم مرشحات التردد العالي في محولات الجهد البسيطة ذات المكثفات التي لا تحتوي على محولات لخفض جهد التيار المتردد. تشمل عيوب هذه المحولات حساسية عاليةلنبض الضوضاء في مصدر التيار المتردد، وكذلك اعتماد جهد الخرج على مقاومة الحمل.
* تُستخدم مرشحات التمرير العالي في معالجة الصور لإجراء تحويلات في مجال التردد (على سبيل المثال، لتسليط الضوء على الحواف).
* يتم أيضًا استخدام الاتصال المتسلسل لمرشح التمرير العالي مع مرشح التمرير المنخفض (LPF). إذا كان، في هذه الحالة، تردد القطع لمرشح التمرير العالي أقل من تردد القطع لمرشح التمرير المنخفض (أي أن هناك نطاق تردد يمرر فيه كلا المرشحين الإشارة)، فإن مرشح تمرير النطاق سيتم الحصول عليها (تستخدم لعزل نطاق تردد معين عن الإشارة).
41. شريطRC- فلتر.
| شخارج |
| ر 2 |
| ج 2 |
| شمدخل |
| ر 1 |
| ج 1 |
الشكل 6.16 - رسم تخطيطي لمرشح RC لتمرير النطاق
دعونا نحسب جهد الخرج وتحول الطور عند الترددات المتوسطة. صيغة جهد الخرج المعقد لمرشح مفرغ هي
بعد التحولات نحصل على
بعد أن عيننا نحصل على معامل النقل المعقد
التعبير عن كسب الجهد لمرشح تمرير النطاق مع R1=R2=R وC1=C2=C له الصيغة
يظهر الرسم البياني للاعتماد (3.9) في الشكل. 3.6. كما يتبين في هذا الشكل، فإن استجابة التردد لمرشح تمرير النطاق تشبه منحنى الرنين لدائرة متذبذبة. ولذلك، فإن التردد المقابل يسمى شبه الرنين. ويمكن الحصول على قيمتها من التعبير (3.9) مع مراعاة العلاقة (3.10)
الشكل 6.17 - الرسوم البيانية لاستجابة التردد واستجابة الطور لمرشح تمرير النطاق
