形成, 科学
共鳴ストレス。 どのような共振回路
レゾナンスは、自然の中で最も一般的なの一つ、ある 物理現象。 現象 共振は、機械的、電気的、さらには熱システムで観察することができます。 共鳴がなければ、我々はラジオ、テレビ、音楽を持っていなかったとさえ現代医学で使用される効果的な診断システムはもちろんのこと、運動場でスイングします。 共振回路の最も興味深いと便利なタイプの一つは、共振電圧です。
共振回路の構成要素
共振は、以下の成分を含む、いわゆるRLC-回路で発生することがあります。
- R - 抵抗。 電気回路のいわゆるアクティブ素子に関連するこれらのデバイスは、電気エネルギーが熱に変換されます。 言い換えれば、彼らは、回路から電源を取り外し、それを熱に変換します。
- L - インダクタンス。 電気回路におけるインダクタンス - 機械システムにおける質量又は慣性のアナログ。 あなたが任意の変更でそれをしようとするまで、このコンポーネントは、回路内の非常に顕著ではありません。 力学では、例えば、そのような変化は、速度の変化です。 電気回路 - 電流変化。 何らかの理由でそれが発生した場合、インダクタンスは、このような回路の政権交代を打ち消します。
- C -ばねが保持と同様に、電気エネルギーを蓄える装置であるキャパシタの指定 機械的エネルギーを。 コンデンサの電荷が集中し、従って電気エネルギーを蓄積しつつインダクタンスが、磁気エネルギーを集中して記憶します。
共振回路の概念
重要な要素は、共振回路のインダクタンス（L）とキャパシタンス（C）です。 抵抗器は、振動の減衰傾向を有しているので、回路から電力を除去します。 共振回路で発生するプロセスを調べる際に、我々は一時的に無視し、機械的システムにおける摩擦力のように、回路の電気抵抗をなくすことができない、ということを忘れてはなりません。
共鳴電圧と電流の共振
共振回路の主要な要素との接続方法に応じて、シリアルおよびパラレルであってもよいです。 固有周波数と一致する周波数の電圧源信号に直列共振回路を接続する場合、特定の条件下で、ストレス応答が生じます。 共振電流と呼ばれる反応性要素と並列に接続された電気回路の共振。
共振回路の固有周波数
我々は、システムが固有周波数で発振することがあります。 左側の一番上の写真のようにこれを行うには、まず、コンデンサを充電する必要があります。 これが行われると、キーは右の同図に示す位置に移送されます。
時刻「0」、全てのコンデンサに蓄えられた電気エネルギー、及び回路内の電流（下図）がゼロに等しいです。 キャパシタの上部プレートが正に帯電していることに注意してください、そしてボトム - 陰性です。 私たちは、回路内の電子の振動を見ることができないが、我々は現在の電流計を測定することができ、およびオシロスコープで現在の倍の依存性を追跡します。 私たちのスケジュールにそのTに注意してください - それはと呼ばれる電気工学の1個の発振ベアリングを完了するのに要する時間「ためらい期間を。」
時計回りの方向に電流が流れる（下図参照）。 エネルギーはに凝縮器から転送され たインダクタ。 一見インダクタンスがエネルギーを提供することが奇妙に思えるかもしれないが、移動質量に含まれる運動エネルギーに類似しています。
エネルギーの流れは、凝縮器に戻ったが、コンデンサの極性が現在変更されていることに注意しています。 負電荷（下図） - 言い換えれば、底板は、現在の正電荷と上部プレートを有しています。
システムは完全にアドレス指定され、そしてエネルギーがバックインダクタンス（下図参照）凝縮器から流れ始めます。 結果として、エネルギーがバックその出発点に完全であり、新たにサイクルを開始する準備ができています。
次のように発振周波数を近似することができます。
- F = 1 /2π（LC）0,5、
ここで、F - 周波数、L - インダクタンス、C - 容量。
この例では考えられ、プロセスは電圧共振の物理的な本質を反映しています。
調査電圧共振
もちろん、どこ発振缶共鳴励起プロセスの固有振動数があります。 我々は、デイジーチェーン電源に含めることによってこれを行う 交流の 左側に示すように、（AC）を。 用語「可変」とは、ソースの出力電圧が一定の周波数に応じて変化することを示しています。 電源周波数が回路の固有周波数と一致する場合、電圧共振が生じます。
発生の規約
今、私たちは電圧共振の発生条件を検討してください。 最後の図に示すように、我々は、回路内の抵抗に戻りました。 共振回路の電流ループでない抵抗を有する回路素子パラメータ及び電源によって決定された最大値まで増加します。 共振回路における抵抗の抵抗値を大きくすると、回路内の電流の減衰傾向を増加させるが、共振振動の周波数に影響を及ぼしません。 共振回路のインピーダンスはR = 2（L / C）0.5を満たす場合、典型的には、電圧共振モードが発生しません。
無線伝送のための共振電圧を使用します
電圧共振現象だけではなく、物理的好奇心の現象です。 ラジオ、テレビ、携帯電話 - これは、無線通信技術の重要な役割を果たしています。 必ずしもデバイスごとに特定の周波数で共振する回路を含む情報の無線伝送に使用される送信機は、搬送波周波数と呼ばれます。 送信機に接続された送信アンテナを用いて、それが放出する 電磁波を 搬送波周波数で。
他端送受信経路におけるアンテナは、信号を受信し、搬送波周波数で共振するように設計された受信回路に渡します。 アンテナがバックグラウンドノイズを言及しないように、異なる周波数で複数の信号を受信することは明らかです。 共振回路のキャリア周波数に同調された受信装置に存在するため、受信機は、すべての不要をフィルタリング、正しい周波数を選択します。
専用の低周波信号がそこ（AM）ラジオ、振幅変調（LF）を検出した後に増幅された音発生装置に供給されます。 これはラジオの最も簡単な形式は、ノイズ及び干渉に非常に敏感です。
開発された受信情報の品質を改善し、正常にも同調共振システムの使用に基づく無線伝送、他の、より高度な方法を使用します。
周波数変調 とFMラジオは、無線送信振幅変調された信号に伴う問題の多くを解決するが、かなりの複雑伝送システムのコストで。 FM-無線システムは、電子管のキャリア周波数の小さな変化に変換されて聞こえます。 この変換を実行する装置の一部は、送信機で使用される「モジュレーター」と呼ばれています。
したがって、受信機は、バックラウドスピーカを介して再生することができる形式に信号を変換するための復調器に添加しなければなりません。
他の例としては、電圧共振を使用します
基本的な原理は、複数のフィルタの回路に組み込まれているように、共振電圧は、広く有害な不要な信号を除去するために電気工学で使用され、正弦波信号を発生する脈動を平滑化しています。
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