Резонанс нь байгальд хамгийн түгээмэл тохиолддог зүйлийн нэг юм. Хэрэв резонанс байхгүй бол орчин үеийн анагаах ухаанд ашигладаг хамгийн үр дүнтэй оношлогооны системийг дурдахад радио, телевиз, хөгжим, тэр ч байтугай тоглоомын талбайн дүүжин байхгүй байх байсан. Хамгийн сонирхолтой зүйлсийн нэг ба ашигтай төрөл зүйлдахь резонанс цахилгаан хэлхээхүчдэлийн резонанс юм.

Резонансын хэлхээний элементүүд

Резонансын үзэгдэл нь дараах бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг агуулсан RLC гэж нэрлэгддэг хэлхээнд тохиолдож болно.

• R - резисторууд. Цахилгаан хэлхээний идэвхтэй элементүүд гэж нэрлэгддэг эдгээр төхөөрөмжүүд нь цахилгаан энергийг дулааны энерги болгон хувиргадаг. Өөрөөр хэлбэл, тэд хэлхээнээс энергийг салгаж, дулаан болгон хувиргадаг.
• L - индукц. Цахилгаан хэлхээн дэх индукц нь механик систем дэх масс эсвэл инерцийн аналог юм. Энэ бүрэлдэхүүн хэсэг нь цахилгаан хэлхээнд ямар нэгэн өөрчлөлт хийхийг оролдох хүртэл тийм ч мэдэгдэхүйц биш юм. Жишээлбэл, механикийн хувьд ийм өөрчлөлт нь хурдны өөрчлөлт юм. Цахилгаан хэлхээнд - гүйдлийн өөрчлөлт. Хэрэв ямар нэгэн шалтгаанаар энэ нь тохиолдвол индукц нь хэлхээний горимд энэ өөрчлөлтийг эсэргүүцдэг.
• C нь конденсаторуудын тэмдэглэгээ бөгөөд цахилгаан энергийг цахилгаан энергийг хуримтлуулдаг төхөөрөмж бөгөөд индукц нь индукцийг төвлөрүүлж, соронзон энергийг хадгалдаг бол конденсатор нь цэнэгийг төвлөрүүлж, улмаар цахилгаан энергийг хуримтлуулдаг.

Резонансын хэлхээний тухай ойлголт

Резонансын хэлхээний гол элементүүд нь индукц (L) ба багтаамж (C) юм. Эсэргүүцэл нь хэлбэлзлийг багасгах хандлагатай байдаг тул хэлхээнээс энергийг арилгадаг. Тербеллийн хэлхээнд тохиолддог процессуудыг авч үзэхдээ бид үүнийг түр зуур үл тоомсорлодог боловч механик систем дэх үрэлтийн хүчний нэгэн адил хэлхээн дэх цахилгаан эсэргүүцлийг арилгах боломжгүй гэдгийг санах хэрэгтэй.

Хүчдэл ба гүйдлийн резонанс

Гол элементүүдийг холбох аргаас хамааран резонансын хэлхээ нь цуваа эсвэл зэрэгцээ байж болно. Цуврал хэлбэлзлийн хэлхээг өөрийн давтамжтай давхцах дохионы давтамжтай хүчдэлийн эх үүсвэрт холбох үед тодорхой нөхцөлд хүчдэлийн резонанс үүсдэг. Зэрэгцээ холбогдсон реактив элементүүдтэй цахилгаан хэлхээн дэх резонансыг одоогийн резонанс гэж нэрлэдэг.

Резонансын хэлхээний байгалийн давтамж

Бид системийг өөрийн давтамжаар хэлбэлзүүлэх боломжтой. Үүнийг хийхийн тулд та эхлээд зүүн дээд талын зурагт үзүүлсэн шиг конденсаторыг цэнэглэх хэрэгтэй. Үүнийг хийсний дараа түлхүүрийг баруун талд байгаа ижил зурагт үзүүлсэн байрлал руу шилжүүлнэ.

"0" үед бүгд Цахилгаан эрчим хүчконденсаторт хадгалагдах ба хэлхээний гүйдэл тэг байна (доорх зураг). Конденсаторын дээд хавтан эерэг, доод хавтан нь сөрөг цэнэгтэй байгааг анхаарна уу. Бид хэлхээн дэх электронуудын хэлбэлзлийг харж чадахгүй ч гүйдлийг амметрээр хэмжиж, осциллограф ашиглан гүйдлийн болон цаг хугацааны хэв маягийг хянах боломжтой. Манай график дээрх T нь нэг хэлбэлзлийг дуусгахад шаардагдах хугацаа бөгөөд үүнийг цахилгаан инженерчлэлд "хэлбэлзлийн үе" гэж нэрлэдэг.

Гүйдэл нь цагийн зүүний дагуу урсдаг (доорх зураг). Эрчим хүчийг конденсатор руу шилжүүлдэг. Өнгөц харахад индукц нь энерги агуулдаг нь хачирхалтай мэт санагдаж болох ч энэ нь хөдөлж буй массад агуулагдах кинетик энергитэй төстэй юм.

Эрчим хүч нь конденсатор руу буцаж урсдаг боловч конденсаторын туйл эсрэгээр өөрчлөгдсөнийг анзаараарай. Өөрөөр хэлбэл, доод хавтан одоо эерэг цэнэгтэй, дээд хавтан сөрөг цэнэгтэй байна (доорх зураг).

Одоо систем бүрэн эсрэгээрээ болж, энерги конденсатораас индукц руу буцаж урсаж эхлэв (доорх зураг). Эцсийн эцэст энерги нь эхлэх цэг рүүгээ бүрэн буцаж, мөчлөгийг дахин эхлүүлэхэд бэлэн болно.

Хэлбэлзлийн давтамжийг ойролцоогоор дараах байдлаар тодорхойлж болно.

• F = 1/2π(LC) 0.5,

Үүнд: F - давтамж, L - индукц, C - багтаамж.

Энэ жишээнд авч үзсэн үйл явц нь стрессийн резонансын физик мөн чанарыг тусгасан болно.

Стресс резонансын судалгаа

Бодит LC хэлхээнд үргэлж бага эсэргүүцэлтэй байдаг бөгөөд энэ нь мөчлөг бүрт гүйдлийн далайцын өсөлтийг бууруулдаг. Хэд хэдэн мөчлөгийн дараа гүйдэл тэг болж буурдаг. Энэ нөлөөг "синус долгионы сааруулагч" гэж нэрлэдэг. Гүйдэл тэг болж буурах хурд нь хэлхээний эсэргүүцлийн утгаас хамаарна. Гэсэн хэдий ч эсэргүүцэл нь резонансын хэлхээний хэлбэлзлийн давтамжийг өөрчилдөггүй. Хэрэв эсэргүүцэл хангалттай өндөр байвал хэлхээнд синусоид хэлбэлзэл огт үүсэхгүй.

Байгалийн хэлбэлзлийн давтамжтай газар резонансын процессыг өдөөх магадлал байгаа нь ойлгомжтой. Бид үүнийг зүүн талын зурагт үзүүлсэн шиг цуваа хэлхээнд тэжээлийн хангамж (AC) оруулснаар хийдэг. "Хувьсагч" гэсэн нэр томъёо нь эх үүсвэрийн гаралтын хүчдэл тодорхой давтамжтайгаар хэлбэлздэг гэсэн үг юм. Хэрэв цахилгаан тэжээлийн давтамж нь хэлхээний байгалийн давтамжтай давхцаж байвал хүчдэлийн резонанс үүсдэг.

Үүсэх нөхцөл

Одоо бид хүчдэлийн резонансын үүсэх нөхцөлийг авч үзэх болно. Сүүлийн зурагт үзүүлсэн шиг бид резисторыг хэлхээнд буцааж өгсөн. Хэлхээнд резистор байхгүй тохиолдолд резонансын хэлхээний гүйдэл нь хэлхээний элементүүдийн параметрүүд болон тэжээлийн эх үүсвэрийн хүчээр тодорхойлогддог тодорхой хамгийн их утга хүртэл нэмэгдэх болно. Резонансын хэлхээнд резисторын эсэргүүцлийг ихэсгэх нь хэлхээнд гүйдэл буурах хандлагыг ихэсгэх боловч резонансын хэлбэлзлийн давтамжид нөлөөлөхгүй. Дүрмээр бол резонансын хэлхээний эсэргүүцэл нь R = 2(L/C) 0.5 нөхцлийг хангасан тохиолдолд хүчдэлийн резонансын горим үүсэхгүй.

Радио дохиог дамжуулахын тулд хүчдэлийн резонансын

Стрессийн резонансын үзэгдэл нь зөвхөн маш сонирхолтой физик үзэгдэл биш юм. Энэ нь утасгүй холбооны технологид онцгой үүрэг гүйцэтгэдэг - радио, телевиз, үүрэн телефоны. Утасгүй мэдээлэл дамжуулахад ашигладаг дамжуулагч нь төхөөрөмж бүрийн хувьд тодорхой давтамжтайгаар резонанс үүсгэх зориулалттай хэлхээг агуулсан байх ёстой бөгөөд үүнийг дамжуулагчийн давтамж гэж нэрлэдэг. Дамжуулагчтай холбогдсон дамжуулагч антенны тусламжтайгаар дамжуулагчийн давтамжаар ялгаруулдаг.

Дамжуулах-хүлээн авах замын нөгөө төгсгөлд байрлах антенн нь энэ дохиог хүлээн авч, дамжуулагчийн давтамж дээр цуурайтах зориулалттай хүлээн авах хэлхээнд нийлүүлдэг. Мэдээжийн хэрэг, антенн нь янз бүрийн давтамжтай олон дохиог хүлээн авдаг бөгөөд арын дуу чимээг дурдахгүй. Оролтын хэсэгт резонансын хэлхээний дамжуулагчийн давтамжийг тохируулсан хүлээн авагч төхөөрөмж байгаа тул хүлээн авагч нь зөвхөн зөв давтамжийг сонгож, шаардлагагүй бүх зүйлийг арилгадаг.

Далайгаар модуляцлагдсан (AM) радио дохиог илрүүлсний дараа түүнээс гаргаж авсан бага давтамжийн дохиог (LF) өсгөж, дуу чимээ гаргах төхөөрөмжид өгдөг. Энэхүү радио дамжуулалтын хамгийн энгийн хэлбэр нь дуу чимээ, хөндлөнгийн оролцоонд маш мэдрэмтгий байдаг.

Хүлээн авсан мэдээллийн чанарыг сайжруулахын тулд тохируулсан резонансын системийг ашиглахад үндэслэсэн радио дохио дамжуулах бусад, илүү дэвшилтэт аргуудыг боловсруулж, амжилттай ашиглаж байна.

Эсвэл FM радио нь далайцын модуляцлагдсан радио дамжуулалтын олон асуудлыг шийддэг боловч дамжуулах системийн нарийн төвөгтэй байдлыг ихээхэн нэмэгдүүлэх зардлаар шийддэг. FM радиод электрон зам дахь системийн дуу чимээг дамжуулагчийн давтамжийн жижиг өөрчлөлт болгон хувиргадаг. Энэ хувиргалтыг гүйцэтгэдэг тоног төхөөрөмжийг "модулятор" гэж нэрлэдэг бөгөөд дамжуулагчтай хамт ашигладаг.

Үүний дагуу дохиог чанга яригчаар дахин гаргах боломжтой хэлбэрт шилжүүлэхийн тулд хүлээн авагчид демодулятор нэмэх шаардлагатай.

Хүчдэлийн резонансын бусад хэрэглээ

Хүчдэлийн резонансын үндсэн зарчим нь олон тооны шүүлтүүрүүдийн хэлхээний дизайнд багтсан бөгөөд хортой, шаардлагагүй дохиог арилгах, долгионыг арилгах, синусоид дохио үүсгэх зорилгоор цахилгаан инженерчлэлд өргөн хэрэглэгддэг.

Физикийн хувьд резонанс нь системийн чичиргээний далайц огцом өсдөг үзэгдэл юм. Энэ нь байгалийн болон гадны нөлөөллийн давтамжууд давхцах үед тохиолддог. Механикийн хувьд жишээ нь цагны дүүжин юм. Идэвхтэй, индуктив ба багтаамжтай ачааллын элементүүдийг багтаасан цахилгаан хэлхээний хувьд ижил төстэй зан үйл нь мөн адил юм. Гүйдэл ба хүчдэлийн резонанс нь маш чухал бөгөөд энэ үзэгдэл нь радио холбоо, үйлдвэрлэлийн эрчим хүчний хангамж зэрэг шинжлэх ухааны салбарт хэрэглэгдэх болсон.

Вектор ба онол

Индуктор, конденсатор, идэвхтэй эсэргүүцэл зэрэг хэлхээнд тохиолддог процессуудын утгыг ойлгохын тулд энгийн хэлбэлзлийн хэлхээний диаграммыг авч үзэх хэрэгтэй. Энгийн савлуур энергийг потенциалаас кинетик төлөв рүү ээлжлэн шилжүүлдэгтэй адил RCL хэлхээний цахилгаан цэнэг багтаамжид хуримтлагдан индукц руу урсдаг. Үүний дараа үйл явц эсрэг чиглэлд явагдаж, бүх зүйл дахин эхэлнэ. Энэ тохиолдолд вектор диаграмм нь дараах байдалтай байна: багтаамжийн ачааллын гүйдэл нь хүчдэлийн чиглэлийг π / 2 өнцгөөр удирддаг, индуктив ачаалал нь ижил өнцгөөр хоцорч, идэвхтэй ачаалал нь үе шатанд байна. Үүссэн вектор нь абсциссатай харьцуулахад налуутай бөгөөд Грек үсгээр φ тэмдэглэгдсэн байдаг. Хувьсах гүйдлийн хэлхээн дэх резонанс нь φ = 0, cos φ = 1 байх үед тохиолддог. Математикийн хэлнээс орчуулбал, энэ тооцоо нь бүх элементээр дамжин өнгөрөх гүйдэл нь цахилгаан хэлхээний идэвхтэй бүрэлдэхүүн хэсэг дэх гүйдэлтэй үе шаттай байна гэсэн үг юм. .

Цахилгаан хангамжийн системд практик хэрэглээ

Онолын хувьд эдгээр бүх тооцоолол нь ойлгомжтой боловч практик асуудалд юу гэсэн үг вэ? Олон зүйлсийг! Аливаа хэлхээнд ашигтай ажлыг эрчим хүчний идэвхтэй бүрэлдэхүүн хэсэг гүйцэтгэдэг гэдгийг хүн бүр мэддэг. Үүний зэрэгцээ, эрчим хүчний хэрэглээний дийлэнх нь цахилгаан мотороос бүрддэг бөгөөд эдгээр нь аль ч аж ахуйн нэгжид байдаг бөгөөд тэдгээр нь дизайндаа индуктив ачааллыг илэрхийлдэг ороомог агуулсан бөгөөд тэгээс ялгаатай φ өнцөг үүсгэдэг. Одоогийн резонанс үүсэхийн тулд тэдгээрийн векторын нийлбэр тэг болохын тулд урвалыг нөхөх шаардлагатай. Практикт энэ нь конденсаторыг асаах замаар хийгддэг бөгөөд энэ нь одоогийн векторын эсрэг өөрчлөлтийг үүсгэдэг.

Радио хүлээн авагч дахь гүйдлийн резонанс

Одоогийн резонансын өөр нэг радио инженерийн хэрэглээ бий. Хүлээн авах төхөөрөмж бүрийн үндэс суурийг бүрдүүлдэг хэлбэлзлийн хэлхээ нь индуктор ба конденсатораас бүрдэнэ. Цахилгаан багтаамжийн утгыг өөрчилснөөр шаардлагатай дамжуулагч давтамжтай дохиог сонгон хүлээн авах боломжтой бөгөөд антенн дээр хүлээн авсан үлдсэн бүх долгионы бүрэлдэхүүн хэсгүүд, түүний дотор хөндлөнгийн оролцоог дарах боломжтой болно. Практикт ийм хувьсах конденсатор нь хоёр багц хавтан шиг харагддаг бөгөөд тэдгээрийн нэг нь эргэлдэхэд нөгөө нь дотогшоо эсвэл гадагш хөдөлж, цахилгаан багтаамжийг нэмэгдүүлж эсвэл бууруулдаг. Энэ тохиолдолд одоогийн резонанс үүсч, радио хүлээн авагчийг хүссэн давтамж руу тохируулна.

Резонанс. Түүний хэрэглээ

Цахилгаан хэлбэлзлийн хэлхээн дэх резонансгадны давтамжийн давтамжтай үед одоогийн хүч чадлын албадан хэлбэлзлийн далайц огцом нэмэгдэх үзэгдэл юм. Хувьсах гүйдлийн хүчдэлхэлбэлзлийн хэлхээний байгалийн давтамжтай.

Анагаах ухаанд резонансын хэрэглээ

Соронзон резонансын дүрслэл буюу түүний товчилсон нэр нь MRI нь цацрагийн оношлогооны хамгийн найдвартай аргуудын нэг гэж тооцогддог. Биеийн байдлыг шалгахын тулд энэ аргыг ашиглахын тод давуу тал нь ионжуулагч цацраг биш бөгөөд хангалттай хэмжээний энерги өгдөг. үнэн зөв үр дүнбиеийн булчин, үе мөчний системийг шалгаж үзэхэд өндөр магадлалтайгаар оношлоход тусалдаг. янз бүрийн өвчиннуруу, төв мэдрэлийн систем.

Шалгалтын үйл явц нь өөрөө маш энгийн бөгөөд туйлын өвдөлтгүй байдаг - та зөвхөн чанга дуу чимээг сонсох болно, гэхдээ процедурын өмнө эмчийн өгөх чихэвч нь таныг үүнээс хамгаалах болно. Үүнээс зайлсхийх боломжгүй хоёр төрлийн таагүй байдал байдаг. Юуны өмнө энэ нь хаалттай орон зайнаас айдаг хүмүүст хамаатай - оношлогдсон өвчтөн хэвтээ орон дээр хэвтэж, автомат реле нь түүнийг хүчтэй соронзон орон бүхий нарийн хоолой руу шилжүүлж, 20 минут орчим байдаг. Оношлогооны явцад үр дүн нь аль болох үнэн зөв байхын тулд хөдөлж болохгүй. Резонансын дүрслэл нь аарцагны ясыг шалгахад хүргэдэг хоёр дахь таагүй байдал бол давсаг дүүргэх хэрэгцээ юм.

Хэрэв таны хайртай хүмүүс оношилгооны үеэр байхыг хүсч байвал оношилгооны өрөөнд ажиллах дүрмийг мэддэг, хүчтэй соронзон орны ойролцоо байх эсрэг заалтгүй мэдээллийн баримт бичигт гарын үсэг зурах шаардлагатай. MRI хяналтын өрөөнд байх боломжгүй болсон шалтгаануудын нэг нь биед гадны металлын бүрэлдэхүүн хэсгүүд байдаг.

Радио холбоонд резонансын хэрэглээ

Цахилгаан резонансын үзэгдлийг радио холбоонд өргөн ашигладаг. Төрөл бүрийн дамжуулагч станцын радио долгион нь радио антеныг өдөөдөг хувьсах гүйдэлдамжуулагч радио станц бүр өөрийн давтамж дээр ажилладаг тул өөр өөр давтамжтай. Тербеллийн хэлхээ нь антентай индуктив холболттой (Зураг 4.20). Гогцооны ороомог дахь цахилгаан соронзон индукцийн улмаас харгалзах давтамжийн ээлжлэн эмфс ба ижил давтамжийн одоогийн хүч чадлын албадан хэлбэлзэл үүсдэг. Гэхдээ зөвхөн резонансын үед хэлхээний гүйдэл ба түүний хүчдэлийн хэлбэлзэл нь мэдэгдэхүйц байх болно, өөрөөр хэлбэл антенд өдөөгдсөн янз бүрийн давтамжийн хэлбэлзлээс хэлхээ нь зөвхөн давтамж нь өөрийн давтамжтай тэнцүү хүмүүсийг сонгодог. Хэлхээг хүссэн давтамж руу тохируулах нь ихэвчлэн конденсаторын багтаамжийг өөрчлөх замаар хийгддэг. Энэ нь ихэвчлэн тодорхой радио станц руу радиог тааруулах явдал юм. Цахилгаан хэлхээнд резонанс үүсэх боломжийг харгалзан үзэх шаардлагатай. Зарим тохиолдолд цахилгаан хэлхээний резонанс нь ихээхэн хор хөнөөл учруулж болзошгүй юм. Хэрэв хэлхээ нь резонансын нөхцөлд ажиллахаар төлөвлөөгүй бол түүний илрэл нь осолд хүргэж болзошгүй юм.

Хэт их гүйдэл нь утсыг хэт халах аюултай. Өндөр хүчдэл нь тусгаарлагчийн эвдрэлд хүргэдэг.

Хүмүүс цахилгаан хэлбэлзлийн хуулиудыг сайн ойлгодоггүй, цахилгаан хэлхээг хэрхэн зөв тооцоолох талаар мэддэггүй байсан үед ийм төрлийн осол ихэвчлэн тохиолддог.

Албадан цахилгаан соронзон хэлбэлзлийн үед резонанс үүсэх боломжтой - гадаад ээлжит хүчдэлийн давтамж нь байгалийн хэлбэлзлийн давтамжтай давхцах үед гүйдэл ба хүчдэлийн хэлбэлзлийн далайц огцом нэмэгдэх боломжтой. Бүх радио холбоо нь резонансын үзэгдэл дээр суурилдаг.

Физикийн мэдлэг, энэ шинжлэх ухааны онол нь гэрийн ажил, засвар, барилга, механик инженерчлэлтэй шууд холбоотой. Цуврал RLC хэлхээнд гүйдэл ба хүчдэлийн резонанс гэж юу болох, түүнийг үүсгэх гол нөхцөл нь юу болох, түүнчлэн тооцооллыг авч үзэхийг санал болгож байна.

Резонанс гэж юу вэ?

Үзэгдлийг TOE-ээр тодорхойлох: Цахилгааны резонанс нь хэлхээний элементүүдийн эсэргүүцэл эсвэл дамжуулах чанарын зарим хэсэг нь бие биенээ цуцлах үед тодорхой резонансын давтамжтайгаар цахилгаан хэлхээнд үүсдэг. Зарим хэлхээнд энэ нь хэлхээний оролт ба гаралтын хоорондох эсэргүүцэл бараг тэг, дохио дамжуулах функц нь нэгдмэл байдалд ойр байх үед тохиолддог. Энэ тохиолдолд энэ хэлхээний чанарын хүчин зүйл нь маш чухал юм.

Резонансын шинж тэмдэг:

1. Гүйдлийн реактив салбаруудын бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь хоорондоо тэнцүү IPC = IPL, antiphase нь зөвхөн оролтын цэвэр идэвхтэй энерги тэнцүү байх үед үүсдэг;
2. Салбарууд нь үе шатанд байгаа үед тусдаа салбаруудын гүйдэл нь тодорхой хэлхээний бүх гүйдлээс давж гардаг.

Өөрөөр хэлбэл, хувьсах гүйдлийн хэлхээний резонанс нь тусгай давтамжийг илэрхийлдэг бөгөөд эсэргүүцэл, багтаамж, индукцийн утгуудаар тодорхойлогддог. Одоогийн резонансын хоёр төрөл байдаг:

1. Тогтмол;
2. Зэрэгцээ.

Цуврал резонансын хувьд нөхцөл нь энгийн бөгөөд хамгийн бага эсэргүүцэл ба тэг фазаар тодорхойлогддог бөгөөд энэ нь реактив хэлхээнд ашиглагддаг ба салаалсан хэлхээнд бас ашиглагддаг. Зэрэгцээ резонанс буюу RLC хэлхээний тухай ойлголт нь индуктив болон багтаамжийн оролтууд нь тэнцүү хэмжээтэй боловч бие биенээсээ 180 градусын өнцөгт байрладаг тул бие биенээ цуцлах үед үүсдэг. Энэ холболт нь заасан утгатай байнга тэнцүү байх ёстой. Энэ нь илүү өргөн практик хэрэглээг хүлээн авсан. Түүний үзүүлж буй хамгийн бага эсэргүүцэл нь цахилгааны олон хэрэглээнд ашигтай байдаг. гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэл. Хамгийн бага хурцадмал байдал нь эсэргүүцлийн утгаас хамаарна.

RLC хэлхээ (эсвэл хэлхээ) нь цахилгаан диаграмм, энэ нь цуваа эсвэл зэрэгцээ холбогдсон резистор, индуктор, конденсатораас бүрдэнэ. RLC зэрэгцээ осциллятор хэлхээ нь эсэргүүцэл, индукц ба багтаамжийг тус тус илэрхийлдэг физик хэмжигдэхүүний товчлолоос нэрээ авсан. Уг хэлхээ нь гүйдлийн гармоник осциллятор үүсгэдэг. Хэрэв чиглэсэн хэсгүүдийн хөдөлгөөнийг эх үүсвэр зогсоовол хэлхээнд өдөөгдсөн гүйдлийн аливаа хэлбэлзэл цаг хугацааны явцад алга болно. Энэ эсэргүүцлийн нөлөөг сулруулах гэж нэрлэдэг. Эсэргүүцэл байгаа нь резонансын оргил давтамжийг бууруулдаг. Хэлхээнд резистор ороогүй байсан ч бодит хэлхээнд зарим эсэргүүцэл үүсэхээс зайлсхийх боломжгүй юм.

Өргөдөл

Бараг бүх цахилгаан эрчим хүчний инженерүүд яг ийм хэлбэлзлийн хэлхээг ашигладаг. цахилгаан трансформатор. Энэ хэлхээ нь зурагт, багтаамжтай генераторын ажиллагааг тохируулахад шаардлагатай. гагнуурын машин, радио хүлээн авагч нь үүнийг телевизийн өргөн нэвтрүүлгийн антеннуудын "тохируулах" технологид ашигладаг бөгөөд та ашигласан зарим долгионы нарийн давтамжийн хүрээг сонгох хэрэгтэй. RLC хэлхээг бага эсвэл өндөр давтамжийн түгээлтийн мэдрэгчүүдэд зурвас дамжуулагч шүүлтүүр, ховилын шүүлтүүр болгон ашиглаж болно.

Резонансыг гоо зүйн анагаах ухаан (микро гүйдлийн эмчилгээ) болон биорезонанс оношлогоонд хүртэл ашигладаг.

Одоогийн резонансын зарчим

Бид конденсаторыг тэжээхийн тулд байгалийн давтамжаараа резонансын эсвэл хэлбэлзэх хэлхээг хийж болно, үүнийг дараах диаграммд харуулав.

Шилжүүлэгч нь чичиргээний чиглэлийг хариуцах болно.

Конденсатор нь цаг = 0 байх үед бүх гүйдлийг хадгалдаг. Хэлхээний хэлбэлзлийг амперметр ашиглан хэмждэг.

Чиглүүлсэн тоосонцор баруун тийшээ хөдөлдөг. Индуктор нь конденсатораас гүйдлийг хүлээн авдаг.

Хэлхээний туйлшрал анхны хэлбэртээ буцаж ирэхэд гүйдэл нь дулаан солилцогч руу буцдаг.

Одоо чиглэсэн энерги нь конденсатор руу буцаж орж, тойрог дахин давтагдана.

Бодит холимог хэлхээнд тодорхой хэмжээний эсэргүүцэл үргэлж байдаг бөгөөд энэ нь тойрог бүрт чиглэсэн хэсгүүдийн далайц багасахад хүргэдэг. Хавтануудын туйлшрал хэд хэдэн өөрчлөгдсөний дараа гүйдэл нь 0 хүртэл буурдаг.Энэ процессыг саармагжуулсан синус долгионы дохио гэж нэрлэдэг. Энэ процесс хэр хурдан явагдах нь хэлхээний эсэргүүцэлээс хамаарна. Гэхдээ эсэргүүцэл нь синус долгионы давтамжийг өөрчилдөггүй. Хэрэв эсэргүүцэл хангалттай өндөр байвал гүйдэл огтхон ч өөрчлөгдөхгүй.

Хувьсах гүйдлийн тэмдэглэгээ нь тэжээлийн эх үүсвэрээс гарч буй энерги нь тодорхой давтамжтайгаар хэлбэлздэг гэсэн үг юм. Эсэргүүцлийн өсөлт нь багасгахад тусалдаг хамгийн их хэмжээодоогийн далайц, гэхдээ энэ нь резонансын давтамж (резонанс) өөрчлөгдөхөд хүргэдэггүй. Гэхдээ эргүүлэг гүйдлийн процесс үүсч болно. Энэ нь үүссэний дараа сүлжээний тасалдал үүсэх боломжтой.

Резонансын хэлхээний тооцоо

Энэ үзэгдэл нь маш нарийн тооцоолол шаарддаг, ялангуяа хэрэв байгаа бол гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй зэрэгцээ холболт. Технологид хөндлөнгөөс оролцохгүйн тулд янз бүрийн томъёог ашиглах хэрэгтэй. Эдгээр нь физикийн аливаа асуудлыг холбогдох хэсгээс шийдвэрлэхэд хэрэг болно.

Хэлхээний чадлын утгыг мэдэх нь маш чухал юм. Резонансын хэлхээнд зарцуулсан дундаж хүчийг rms хүчдэл ба гүйдлээр дараах байдлаар илэрхийлж болно.

R av = I 2 холбоо барих * R = (V 2 холбоо барих / Z 2) * R.

Үүний зэрэгцээ резонансын чадлын хүчин зүйл нь cos φ = 1 гэдгийг санаарай

Резонансын томъёо нь өөрөө дараах хэлбэртэй байна.

ω 0 = 1 / √L*C

Резонансын тэг эсэргүүцлийг дараах томъёогоор тодорхойлно.

F res = 1 / 2π √L*C

Тербеллийн резонансын давтамжийг ойролцоогоор дараах байдлаар тодорхойлж болно.

F = 1/2 r (LC) 0.5

Үүнд: F = давтамж

L = индукц

C = хүчин чадал

Эсэргүүцэл (R) нь дараах шаардлагыг хангахуйц бага байхаас нааш хэлхээ нь ерөнхийдөө хэлбэлзэхгүй.

R = 2 (L/C) 0.5

Нарийвчлалтай мэдээлэл авахын тулд тооцооллын улмаас олж авсан утгыг дугуйлахгүй байхыг хичээх хэрэгтэй. Олон физикчид идэвхтэй гүйдлийн вектор диаграм гэж нэрлэгддэг аргыг ашиглахыг зөвлөж байна. Төхөөрөмжийг зөв тооцоолж, тохируулснаар та хувьсах гүйдэлд сайн хэмнэлт гаргах болно.

Хэрэв хэлхээний байгалийн хэлбэлзлийн давтамж нь гадны хүчний өөрчлөлтийн давтамжтай давхцаж байвал резонансын үзэгдэл үүсдэг. Цахилгаан хэлбэлзлийн хэлхээнд гадны үечилсэн хүчний үүргийг генератор гүйцэтгэдэг бөгөөд энэ нь гармоник хуулийн дагуу цахилгаан хөдөлгөгч хүчний өөрчлөлтийг баталгаажуулдаг.

харин байгалийн цахилгаан соронзон хэлбэлзэл нь ω o давтамжтай хэлхээнд үүсдэг. хэрэв хэлхээний идэвхтэй эсэргүүцэл бага бол хэлбэлзлийн байгалийн давтамжийг дараахь томъёогоор тодорхойлно.

Албадан хэлбэлзлийн үеийн гүйдлийн хүч (эсвэл конденсатор дээрх хүчдэл) гадаад emf (1) давтамж нь осцилляторын хэлхээний байгалийн давтамжтай тэнцүү байх үед хамгийн их утгад хүрэх ёстой.

Цахилгаан хэлбэлзлийн хэлхээн дэх резонанс гэдэг нь хэлхээний хэлбэлзлийн байгалийн давтамж ба гадаад emf давхцах үед гүйдлийн албадан хэлбэлзлийн далайц (конденсатор, индуктор дээрх хүчдэл) огцом нэмэгдэх үзэгдэл юм. Резонансын үед ийм өөрчлөлтүүд хэдэн зуун удаа хүрч болно.

Бодит хэлбэлзлийн хэлхээнд хэлхээнд далайцын хэлбэлзлийг тогтоох нь тэр даруй тохиолддоггүй. Резонансын дээд тал нь илүү өндөр, хурц байх тусам идэвхтэй эсэргүүцэл бага байх ба хэлхээний индукц их байх болно: . Идэвхтэй эсэргүүцэл R нь хэлхээнд гол үүрэг гүйцэтгэдэг Эцсийн эцэст энэ эсэргүүцэл нь энергийг хувиргахад хүргэдэг цахилгаан орондамжуулагчийн дотоод энерги рүү (дамжуулагч халаана). Энэ нь цахилгаан хэлбэлзлийн хэлхээний резонансын идэвхтэй эсэргүүцэл багатай үед тодорхой илэрхийлэгдэх ёстойг харуулж байна. Энэ тохиолдолд далайцын хэлбэлзлийг бий болгох нь аажмаар явагддаг. Тиймээс резистор дээрх хугацаанд ялгарах энерги нь энэ хугацаанд хэлхээнд орж буй энергитэй тэнцүү болтол одоогийн хэлбэлзлийн далайц нэмэгддэг. Тиймээс R → 0 үед гүйдлийн резонансын утга огцом нэмэгддэг. Харин идэвхтэй эсэргүүцэл нэмэгдэх тусам гүйдлийн хамгийн их утга буурч, бид резонансын тухай ярьдаг том үнэ цэнэ R нь утгагүй юм.

Цагаан будаа. 2. EMF давтамжаас конденсатор дээрх хүчдэлийн далайцын хамаарал:

1 – хэлхээний эсэргүүцэлтэй резонансын муруй R1;
2 – хэлхээний эсэргүүцэлтэй резонансын муруй R2;

3 – хэлхээний эсэргүүцэлтэй резонансын муруй R3

Цахилгаан резонансын үзэгдлийг радио холбоонд өргөн ашигладаг. Янз бүрийн дамжуулагч станцын радио долгион нь радио хүлээн авагчийн антенн дахь өөр өөр давтамжийн ээлжит гүйдлийг өдөөдөг, учир нь дамжуулагч радио станц бүр өөрийн давтамжтайгаар ажилладаг.
Тербеллийн хэлхээ нь антентай индуктив байдлаар холбогддог. Цахилгаан соронзон индукцийн улмаас давталтын ороомог дээр харгалзах давтамжийн ээлжлэн эмфс ба ижил давтамжийн гүйдлийн хүч чадлын албадан хэлбэлзэл үүсдэг. Гэхдээ зөвхөн резонансын үед хэлхээний гүйдэл ба хүчдэлийн хэлбэлзэл нь мэдэгдэхүйц байх болно. Тиймээс антенн дахь өдөөгдсөн бүх давтамжаас хэлхээ нь зөвхөн давтамж нь хэлхээний байгалийн давтамжтай тэнцүү хэлбэлзлийг сонгоно. Хэлхээг хүссэн давтамж ω0 болгон тохируулах нь ихэвчлэн конденсаторын багтаамжийг өөрчлөх замаар хийгддэг.

Зарим тохиолдолд цахилгаан хэлхээний резонанс нь хортой байж болно. Тиймээс, хэрэв хэлхээ нь резонансын нөхцөлд ажиллахаар төлөвлөөгүй бол резонанс үүсэх нь осолд хүргэдэг: өндөр хүчдэл нь тусгаарлагчийн эвдрэлд хүргэдэг. 19-р зуунд хүмүүс цахилгаан хэлбэлзлийн хуулиудыг сайн ойлгодоггүй, цахилгаан хэлхээг хэрхэн тооцоолохыг мэддэггүй байсан үед ийм төрлийн осол ихэвчлэн тохиолддог байв.