balita

Ano ang mangyayari kapag naglagay ka ng mga inductors at capacitor sa circuit? Isang bagay na cool-at ito ay talagang mahalaga.
Maaari kang gumawa ng maraming iba't ibang uri ng inductors, ngunit ang pinakakaraniwang uri ay isang cylindrical coil-isang solenoid.
Kapag ang kasalukuyang pumasa sa unang loop, ito ay bumubuo ng magnetic field na dumadaan sa iba pang mga loop. Maliban kung ang amplitude ay nagbabago, ang magnetic field ay hindi talagang magkakaroon ng anumang epekto. Ang pagbabago ng magnetic field ay bumubuo ng mga electric field sa ibang mga circuit. Ang direksyon ng electric field na ito ay gumagawa ng pagbabago sa electric potential tulad ng baterya.
Sa wakas, mayroon kaming device na may potensyal na pagkakaiba na proporsyonal sa rate ng oras ng pagbabago ng kasalukuyang (dahil ang kasalukuyang bumubuo ng magnetic field). Maaari itong isulat bilang:
Mayroong dalawang bagay na dapat ituro sa equation na ito. Una, ang L ay ang inductance. Depende lamang ito sa geometry ng solenoid (o anumang hugis na mayroon ka), at ang halaga nito ay sinusukat sa anyo ni Henry. Pangalawa, mayroong minus sign.Ito ay nangangahulugan na ang pagbabago sa potensyal sa buong inductor ay kabaligtaran sa pagbabago sa kasalukuyang.
Paano gumagana ang inductance sa circuit? Kung mayroon kang pare-pareho ang kasalukuyang, pagkatapos ay walang pagbabago (direktang kasalukuyang), kaya walang potensyal na pagkakaiba sa buong inductor-ito ay kumikilos na parang hindi ito umiiral.Kung mayroong isang high-frequency current (AC circuit), magkakaroon ng malaking potensyal na pagkakaiba sa buong inductor.
Gayundin, mayroong maraming iba't ibang mga pagsasaayos ng mga capacitor. Ang pinakasimpleng hugis ay gumagamit ng dalawang parallel conductive plate, bawat isa ay may singil (ngunit ang net charge ay zero).
Ang singil sa mga plate na ito ay lumilikha ng electric field sa loob ng capacitor. Dahil sa electric field, dapat ding magbago ang electric potential sa pagitan ng mga plates. Ang halaga ng potential difference na ito ay depende sa dami ng charge. nakasulat bilang:
Narito ang C ay ang halaga ng kapasidad sa farads-depende rin ito sa pisikal na pagsasaayos ng aparato.
Kung ang kasalukuyang pumapasok sa kapasitor, ang halaga ng singil sa board ay magbabago. Kung mayroong pare-pareho (o mababang dalas) na kasalukuyang, ang kasalukuyang ay patuloy na magdaragdag ng singil sa mga plato upang mapataas ang potensyal, kaya sa paglipas ng panahon, ang potensyal ay kalaunan maging tulad ng isang bukas na circuit, at ang boltahe ng kapasitor ay magiging katumbas ng boltahe ng baterya (o power supply). akumulasyon, ang kapasitor ay kumikilos na parang hindi ito umiiral.
Ipagpalagay na magsisimula tayo sa isang naka-charge na kapasitor at ikonekta ito sa isang inductor (walang resistensya sa circuit dahil gumagamit ako ng perpektong pisikal na mga wire). Isipin ang sandali kapag ang dalawa ay konektado. ang sumusunod na diagram.
Ito ang nangyayari.Una, walang kasalukuyang (dahil nakabukas ang switch).Sa sandaling sarado ang switch, magkakaroon ng kasalukuyang, nang walang resistensya, ang kasalukuyang ito ay talon sa infinity.Gayunpaman, ang malaking pagtaas ng kasalukuyang ito ay nangangahulugan na ang potensyal na nabuo sa buong inductor ay magbabago. Sa ilang mga punto, ang potensyal na pagbabago sa buong inductor ay magiging mas malaki kaysa sa pagbabago sa buong kapasitor (dahil ang kapasitor ay nawawalan ng singil habang ang kasalukuyang daloy), at pagkatapos ay ang kasalukuyang ay magbabalik at muling magkarga ng kapasitor .Ang prosesong ito ay patuloy na mauulit-dahil walang pagtutol.
Tinatawag itong LC circuit dahil mayroon itong inductor (L) at capacitor (C)-sa tingin ko ito ay halata. Ang potensyal na pagbabago sa paligid ng buong circuit ay dapat na zero (dahil ito ay isang cycle) upang maisulat ko:
Parehong Q at I ay nagbabago sa paglipas ng panahon. May koneksyon sa pagitan ng Q at I dahil ang kasalukuyang ay ang rate ng oras ng pagbabago ng singil na umaalis sa kapasitor.
Ngayon ay mayroon na akong pangalawang-order na differential equation ng variable na singil. Ito ay hindi isang mahirap na equation na lutasin-sa katunayan, maaari kong hulaan ang isang solusyon.
Ito ay halos kapareho ng solusyon para sa masa sa tagsibol (maliban sa kasong ito, ang posisyon ay binago, hindi ang singil). lutasin ang problemang ito. Hayaan akong magsimula sa mga sumusunod na halaga:
Upang malutas ang problemang ito ayon sa numero, hahati-hatiin ko ang problema sa maliliit na hakbang sa oras. Sa bawat hakbang na oras, gagawin ko:
Sa tingin ko ito ay medyo cool. Kahit na mas mahusay, maaari mong sukatin ang oscillation period ng circuit (gamitin ang mouse upang mag-hover at hanapin ang halaga ng oras), at pagkatapos ay gamitin ang sumusunod na paraan upang ihambing ito sa inaasahang angular frequency:
Siyempre, maaari mong baguhin ang ilan sa mga nilalaman sa programa at tingnan kung ano ang mangyayari-sige, hindi ka masisira ng anumang bagay nang permanente.
Ang modelo sa itaas ay hindi makatotohanan. Ang mga totoong circuit (lalo na ang mahahabang wire sa mga inductor) ay may resistensya. Kung gusto kong isama ang risistor na ito sa aking modelo, ang circuit ay magiging ganito:
Ito ay magbabago sa boltahe loop equation.There ay ngayon din ng isang termino para sa mga potensyal na drop sa kabila ng risistor.
Muli kong magagamit ang koneksyon sa pagitan ng singil at kasalukuyang upang makuha ang sumusunod na equation ng kaugalian:
Pagkatapos magdagdag ng isang risistor, ito ay magiging isang mas mahirap na equation, at hindi natin maaaring "hulaan" lamang ang isang solusyon. Gayunpaman, hindi dapat maging napakahirap na baguhin ang nasa itaas na pagkalkula ng numero upang malutas ang problemang ito. Sa katunayan, ang tanging pagbabago ay ang linya na kinakalkula ang pangalawang derivative ng bayad. Nagdagdag ako ng isang termino doon upang ipaliwanag ang paglaban (ngunit hindi ang unang order). Gamit ang isang 3 ohm risistor, nakukuha ko ang sumusunod na resulta (pindutin muli ang play button upang patakbuhin ito).
Oo, maaari mo ring baguhin ang mga halaga ng C at L, ngunit mag-ingat. Kung sila ay masyadong mababa, ang dalas ay magiging napakataas at kailangan mong baguhin ang laki ng hakbang ng oras sa isang mas maliit na halaga.
Kapag gumawa ka ng isang modelo (sa pamamagitan ng pagsusuri o numerical na pamamaraan), minsan hindi mo talaga alam kung ito ay legal o ganap na peke. Ang isang paraan upang subukan ang modelo ay ihambing ito sa totoong data. Hayaan natin na gawin ito. Ito ang aking setting.
Ito ay kung paano ito gumagana. Una, gumamit ako ng tatlong D-type na baterya upang singilin ang mga capacitor. Malalaman ko kapag ang kapasitor ay halos ganap na na-charge sa pamamagitan ng pagtingin sa boltahe sa kabuuan ng kapasitor. Susunod, idiskonekta ang baterya at pagkatapos ay isara ang switch sa discharge ang kapasitor sa pamamagitan ng inductor.Ang risistor ay bahagi lamang ng wire-wala akong hiwalay na risistor.
Sinubukan ko ang ilang iba't ibang kumbinasyon ng mga capacitor at inductors, at sa wakas ay nakakuha ako ng ilang trabaho. Sa kasong ito, gumamit ako ng 5 μF capacitor at isang masamang-mukhang lumang transpormer bilang aking inductor (hindi ipinakita sa itaas). Hindi ako sigurado tungkol sa halaga ng ang inductance, kaya tinatantya ko lang ang dalas ng sulok at ginagamit ang aking kilalang halaga ng kapasidad upang malutas ang 13.6 inductance ni Henry. Para sa paglaban, sinubukan kong sukatin ang halagang ito gamit ang isang ohmmeter, ngunit ang paggamit ng isang halaga ng 715 ohms sa aking modelo ay tila gumagana pinakamahusay.
Ito ay isang graph ng aking numerical na modelo at ang sinusukat na boltahe sa aktwal na circuit (Gumamit ako ng Vernier differential voltage probe upang makuha ang boltahe bilang isang function ng oras).
Ito ay hindi isang perpektong akma-ngunit ito ay sapat na malapit para sa akin. Malinaw, maaari kong ayusin ang mga parameter nang kaunti upang makakuha ng isang mas mahusay na akma, ngunit sa tingin ko ito ay nagpapakita na ang aking modelo ay hindi baliw.
Ang pangunahing tampok ng LRC circuit na ito ay mayroon itong ilang natural na frequency na nakadepende sa mga value ng L at C. Ipagpalagay na may ginawa akong kakaiba. Paano kung ikinonekta ko ang isang oscillating source ng boltahe sa LRC circuit na ito? Sa kasong ito, ang Ang maximum na kasalukuyang sa circuit ay nakasalalay sa dalas ng oscillating boltahe na pinagmulan. Kapag ang dalas ng pinagmulan ng boltahe at ang LC circuit ay pareho, makakakuha ka ng pinakamataas na kasalukuyang.
Ang isang tubo na may aluminum foil ay isang kapasitor, at ang isang tubo na may wire ay isang inductor. Kasama ng (diode at earpiece) ang mga ito ay bumubuo ng isang kristal na radyo. Oo, pinagsama ko ito kasama ng ilang mga simpleng supply (sinundan ko ang mga tagubilin sa YouTube na ito video). Ang pangunahing ideya ay upang ayusin ang mga halaga ng mga capacitor at inductors upang "tune" sa isang partikular na istasyon ng radyo. (o sira ang inductor ko).Gayunpaman, nalaman kong mas gumagana ang lumang crystal radio kit na ito.
Nakakita ako ng istasyon na halos hindi ko marinig, kaya sa palagay ko ay maaaring hindi sapat ang sarili kong radyo para makatanggap ng istasyon. Ngunit paano nga ba gumagana itong RLC resonant circuit, at paano mo makukuha ang audio signal mula dito? Siguro Ise-save ko ito sa susunod na post.
© 2021 Condé Nast.all rights reserved.Sa paggamit ng website na ito, tinatanggap mo ang aming kasunduan sa user at patakaran sa privacy at cookie statement, gayundin ang iyong mga karapatan sa privacy ng California.Bilang bahagi ng aming affiliate na partnership sa mga retailer, maaaring makatanggap ang Wired ng isang bahagi ng mga benta mula sa mga produktong binili sa pamamagitan ng aming website. Nang walang paunang nakasulat na pahintulot ng Condé Nast, ang mga materyales sa website na ito ay hindi maaaring kopyahin, ipamahagi, i-transmit, i-cache o kung hindi man ay gamitin. Pagpili ng ad