warta

Naon kajadian mun anjeun nempatkeun induktor jeung kapasitor dina sirkuit? Hiji hal tiis-jeung éta sabenerna penting.
Anjeun tiasa nyieun loba tipena béda induktor, tapi tipe nu paling umum nyaéta coil cylindrical-a solenoid.
Lamun arus ngaliwatan loop kahiji, éta dibangkitkeun médan magnét nu ngaliwatan loops séjén. Iwal parobahan amplitudo, médan magnét moal bener boga effect.The ngarobah médan magnét ngahasilkeun médan listrik dina circuits.The arah séjén. tina médan listrik ieu ngahasilkeun parobahan poténsi listrik kawas batré.
Tungtungna, urang gaduh alat anu bédana poténsial sabanding sareng laju waktos parobihan arus (sabab arus ngahasilkeun médan magnét).
Aya dua hal anu kudu ditembongkeun dina persamaan ieu. Kahiji, L nyaéta induktansi. Ieu ngan gumantung kana géométri solenoid (atawa naon bentukna anjeun boga), sarta nilaina diukur dina bentuk Henry urang. Kadua, aya minus. tanda.Ieu ngandung harti yén parobahan dina poténsi sakuliah induktor nyaéta sabalikna ti parobahan dina arus.
Kumaha induktansi kalakuanana dina sirkuit? Upami anjeun gaduh arus konstan, teras teu aya parobahan (arus searah), janten henteu aya bédana poténsial dina induktor-éta tindakan saolah-olah éta henteu aya. arus frékuénsi luhur (circuit AC), bakal aya béda poténsi badag sakuliah induktor nu.
Kitu ogé, aya loba konfigurasi béda tina kapasitor. Bentuk pangbasajanna ngagunakeun dua pelat conductive paralel, unggal boga muatan (tapi muatan net enol).
Muatan dina pelat ieu nyiptakeun médan listrik di jero kapasitor.Kusabab médan listrik, poténsi listrik antara pelat ogé kudu robah.Nilai béda poténsi ieu gumantung kana jumlah muatan.Beda poténsial sakuliah kapasitor bisa ditulis salaku:
Di dieu C nyaéta nilai kapasitansi dina farads-eta ogé gumantung kana konfigurasi fisik alat.
Lamun ayeuna asup ka kapasitor, nilai muatan dina dewan bakal robah. Lamun aya konstan (atawa frékuénsi low) ayeuna, arus bakal terus nambahkeun muatan ka pelat pikeun ngaronjatkeun poténsial, jadi kana waktu, poténsial antukna bakal jadi kawas hiji sirkuit kabuka, jeung tegangan kapasitor bakal sarua jeung tegangan batré (atawa catu daya). Lamun boga arus frékuénsi luhur, muatan bakal ditambahkeun jeung dicokot jauh ti pelat dina kapasitor, sarta tanpa muatan. akumulasi, kapasitor bakal kalakuanana saolah-olah teu aya.
Anggap urang mimitian ku kapasitor muatan tur sambungkeun ka induktor (euweuh lalawanan dina sirkuit sabab Kuring keur maké kawat fisik sampurna).Pikirkeun momen nalika dua disambungkeun.Asumsina aya switch a, lajeng abdi tiasa ngagambar. diagram di handap ieu.
Ieu naon anu lumangsung. Kahiji, teu aya ayeuna (sabab switch kabuka). Sakali switch ditutup, bakal aya arus, tanpa résistansi, arus ieu bakal luncat ka takterhingga. Tapi, kanaékan badag dina arus hartina eta. potensi dihasilkeun sakuliah induktor bakal robah. Di sawatara titik, parobahan poténsi sakuliah induktor bakal leuwih gede ti parobahan sakuliah kapasitor (sabab kapasitor leungiteun muatan salaku ngalir ayeuna), lajeng arus bakal ngabalikeun sarta ngecas kapasitor. .Prosés ieu bakal terus ngulang-sabab euweuh lalawanan.
Disebut sirkuit LC sabab boga induktor (L) jeung kapasitor (C) -Jigana ieu écés.Parobihan poténsi sabudeureun sakabéh sirkuit kudu enol (sabab éta siklus a) ku kituna kuring bisa nulis:
Duanana Q jeung I anu ngarobah kana time.There aya sambungan antara Q jeung I sabab ayeuna teh laju waktu robah muatan ninggalkeun kapasitor.
Ayeuna kuring boga persamaan diferensial urutan kadua muatan variable.This teu persamaan hésé ngajawab-nyatana, abdi tiasa nebak solusi.
Ieu ampir sarua jeung solusi pikeun massa dina cinyusu (iwal dina hal ieu, posisi dirobah, teu muatan). ngajawab masalah ieu. Hayu atuh mimitian ku nilai handap:
Pikeun ngabéréskeun masalah ieu sacara numerik, kuring bakal ngarecah masalah kana léngkah-léngkah waktos leutik. Dina unggal léngkah waktos, kuring bakal:
Jigana ieu geulis cool.Malah hadé, anjeun tiasa ngukur période osilasi sirkuit (ngagunakeun mouse pikeun hover sarta manggihan nilai waktos), lajeng nganggo metodeu di handap pikeun ngabandingkeun éta kalayan frékuénsi ékspéktasi sudut:
Tangtosna, anjeun tiasa ngarobih sababaraha eusi dina program sareng ningali naon anu kajantenan - teraskeun, anjeun moal ngancurkeun nanaon sacara permanén.
Modél di luhur téh unrealistic.Sirkuit nyata (utamana kawat panjang dina induktor) boga resistance.If kuring hayang kaasup résistor ieu modél kuring, sirkuit bakal kasampak kawas kieu:
Ieu bakal ngarobah tegangan loop equation.There ayeuna ogé bakal istilah pikeun serelek poténsi sakuliah résistor nu.
Abdi tiasa deui nganggo sambungan antara muatan sareng arus pikeun nyandak persamaan diferensial ieu:
Saatos nambihan résistor, ieu bakal janten persamaan anu langkung hese, sareng urang henteu tiasa ngan ukur "nebak" solusi. Nanging, éta henteu kedah sesah teuing pikeun ngarobih itungan numerik di luhur pikeun ngabéréskeun masalah ieu. nyaeta garis nu Etang turunan kadua charge.I ditambahkeun istilah aya pikeun ngajelaskeun lalawanan (tapi teu urutan kahiji).Maké résistor 3 ohm, Kuring meunang hasil di handap ieu (pencét deui tombol muter pikeun ngajalankeun eta).
Leres, anjeun ogé tiasa ngarobih nilai C sareng L, tapi ati-ati. Upami aranjeunna rendah teuing, frékuénsina bakal luhur pisan sareng anjeun kedah ngarobih ukuran léngkah waktos ka nilai anu langkung alit.
Lamun anjeun nyieun model (ngaliwatan analisa atawa métode numerik), anjeun kadang teu bener nyaho naha éta téh légal atawa sagemblengna palsu.Salah sahiji cara pikeun nguji model nyaeta ngabandingkeun jeung data nyata. Hayu urang ngalakukeun ieu. Ieu mah setting.
Ieu kumaha gawéna. Kahiji, kuring dipaké tilu accu tipe-D pikeun ngeusi batre kapasitor. Kuring bisa ngabejaan lamun kapasitor ampir pinuh dicas ku nempo tegangan sakuliah kapasitor. Salajengna, pegatkeun sambungan batré lajeng nutup switch ka ngurangan kapasitor ngaliwatan inductor.The résistor ngan bagian tina kawat-Kuring teu boga résistor misah.
Kuring diusahakeun sababaraha kombinasi béda tina kapasitor na induktor, sarta tungtungna meunang sababaraha work.In hal ieu, kuring dipaké hiji kapasitor 5 μF sarta trafo heubeul goréng-pilari salaku induktor kuring (teu ditémbongkeun di luhur). Kuring teu yakin ngeunaan nilai induktansi nu, jadi kuring ngan estimasi frékuénsi sudut sarta ngagunakeun nilai kapasitansi kuring dipikawanoh pikeun ngajawab pikeun 13,6 induktansi Henry urang. Pikeun lalawanan, abdi diusahakeun ngukur nilai ieu kalawan ohmmeter, tapi ngagunakeun nilai 715 ohm dina model kuring seemed dianggo. pangalusna.
Ieu grafik model numeris kuring jeung tegangan diukur dina sirkuit sabenerna (I dipaké usik tegangan diferensial Vernier pikeun ménta tegangan salaku fungsi waktu).
Ieu teu fit sampurna-tapi cukup nutup pikeun kuring. Jelas, abdi tiasa nyaluyukeun parameter bit pikeun meunangkeun fit hadé, tapi Jigana ieu nunjukeun yen model kuring teu gélo.
Fitur utama sirkuit LRC ieu nyaéta yén éta gaduh sababaraha frékuénsi alami anu gumantung kana nilai L sareng C. Anggap kuring ngalakukeun anu béda. Kumaha upami kuring nyambungkeun sumber tegangan osilasi kana sirkuit LRC ieu? arus maksimum dina sirkuit gumantung kana frékuénsi sumber tegangan osilasi. Nalika frékuénsi sumber tegangan jeung sirkuit LC sarua, anjeun bakal meunang arus maksimum.
A tube kalawan aluminium foil mangrupakeun kapasitor, sarta tube kalawan kawat mangrupa induktor.Together kalawan (dioda na earpiece) ieu constitutes radio kristal.Leres, abdi nempatkeun eta babarengan jeung sababaraha suplai basajan (Kuring nuturkeun parentah dina YouTube ieu). video). Gagasan dasar nyaéta pikeun nyaluyukeun nilai kapasitor sareng induktor pikeun "ngatur" ka stasiun radio khusus. (atanapi induktor kuring rusak).Tapi, kuring mendakan yén kit radio kristal kuno ieu langkung saé.
Kuring mendakan stasiun anu kuring boro ngupingkeun, janten kuring mikir yén radio buatan kuring henteu cekap pikeun nampi stasiun. Tapi kumaha leres sirkuit résonansi RLC ieu jalan, sareng kumaha anjeun kéngingkeun sinyal audio tina éta? Kuring bakal nyimpen eta dina pos hareup.
© 2021 Condé Nast.all rights reserved.Ku ngagunakeun situs wéb ieu, anjeun nampi perjanjian pangguna sareng kawijakan privasi sareng pernyataan cookie, ogé hak privasi California anjeun. Penjualan tina produk anu dipésér ngalangkungan halaman wéb kami.Tanpa idin tinulis sateuacana ti Condé Nast, bahan-bahan dina halaman wéb ieu henteu tiasa ditiron, disebarkeun, dikirimkeun, di-cache atanapi sanés dianggo.