Ταλαντωτική διεργασία στην ηλεκτρολογία και την ηλεκτρονική, είδη ταλαντώσεων
Ταλαντωτική διεργασία — μια διαδικασία με διάφορους βαθμούς επαναληψιμότητας. Όλες οι διεργασίες ταλάντωσης χωρίζονται σε 2 κατηγορίες: περιοδικές και μη περιοδικές. Θεωρητικά, χρησιμοποιούν επίσης μια ενδιάμεση τάξη—σχεδόν περιοδικές ταλαντώσεις.
Μια ταλαντωτική διαδικασία ονομάζεται περιοδική, στην οποία η τιμή που χαρακτηρίζει αυτή τη διαδικασία, που λαμβάνεται ανά πάσα στιγμή, μετά από ένα ορισμένο χρονικό διάστημα T έχει την ίδια τιμή.
Η συνάρτηση f (t), που είναι μια μαθηματική έκφραση της ταλαντωτικής διαδικασίας, ονομάζεται περιοδική με περίοδο T εάν ικανοποιεί τη συνθήκη f (t + T) = f (t).
Μεταξύ της κατηγορίας των περιοδικών ταλαντωτικών διεργασιών, ο κύριος ρόλος παίζουν οι αρμονικές ή ημιτονικές ταλαντώσεις, στις οποίες συμβαίνει μια αλλαγή σε μια φυσική ποσότητα με το χρόνο σύμφωνα με το νόμο του ημιτόνου ή του συνημιτονοειδούς. Το συνολικό τους ρεκόρ είναι:
y = f (t) = aCos ((2π / T) t — φ),
όπου a — πλάτος ταλαντώσεων, φ είναι η φάση της ταλάντωσης, 1 /T = f — συχνότητα και 2πf = ω — συχνότητα κυκλικών ή κυκλικών δονήσεων.
Εφαρμογή ημιτονοειδών ταλαντώσεων και τα χαρακτηριστικά τους:
Γραφικοί τρόποι εμφάνισης εναλλασσόμενου ρεύματος
Μια σχεδόν περιοδική συνάρτηση που αντιστοιχεί σε μια ανάγνωση περιοδικών ταλαντώσεων ορίζεται από την συνθήκη:
| f · (t + τ) — f (t) | <= ε όπου ε — αντιστοιχίστε μια τιμή σε κάθε τιμή T.
Η ποσότητα τ αυτή την περίπτωση ονομάζεται σχεδόν περίοδος. Εάν η τιμή ε είναι πολύ μικρή σε σύγκριση με τη μέση τιμή της f (t) τη στιγμή T, τότε η οιονεί περιοδική συνάρτηση θα είναι κοντά στην περιοδική.
Οι μη περιοδικές ταλαντώσεις είναι πολύ πιο ποικίλες από τις περιοδικές. Αλλά πιο συχνά στον αυτοματισμό κάποιος πρέπει να συναντήσει απόσβεση ή αυξανόμενες ημιτονοειδείς ταλαντώσεις.
Οι ταλαντώσεις σύμφωνα με το νόμο του αποσβεσμένου ημιτονοειδούς ή, όπως ονομάζονται μερικές φορές, των αποσβεσμένων αρμονικών ταλαντώσεων, μπορούν να αναπαρασταθούν σε μια γενική μορφή:
x = Ae-δTcos·(ω + φ),
όπου t είναι ο χρόνος, τα Α και φ είναι αυθαίρετες σταθερές. Ο γενικός συμβολισμός του νόμου των αυξανόμενων αρμονικών ταλαντώσεων διαφέρει μόνο στο πρόσημο του συντελεστή απόσβεσης δ[1 δευτερόλεπτο].
Σύκο. 1 — διαδικασία ταλάντωσης, Εικ. 2. — περιοδική διαδικασία, εικ. 3. — φθίνουσες αρμονικές ταλαντώσεις, εικ. 4. — αύξηση των αρμονικών ταλαντώσεων.
Ένα παράδειγμα εφαρμογής της διαδικασίας ταλάντωσης είναι το απλούστερο ταλαντευτικό κύκλωμα.
Κύκλωμα ταλαντωτή (ηλεκτρικό κύκλωμα) — ένα παθητικό ηλεκτρικό κύκλωμα στο οποίο μπορούν να συμβούν ηλεκτρικές ταλαντώσεις με συχνότητα που καθορίζεται από τις παραμέτρους του ίδιου του κυκλώματος.
Το απλούστερο κύκλωμα ταλάντωσης αποτελείται από την χωρητικότητα C και την επαγωγή L. Ελλείψει εξωτερικής επιρροής, ταλαντώσεις απόσβεσης με συχνότητα εΟ = 1/2π√LC.
Το πλάτος των κραδασμών μειώνεται με π.χ.-δT, όπου δ είναι ο συντελεστής απόσβεσης. Αν δ> = eO, τότε οι αποσβεσμένες ταλαντώσεις στο κύκλωμα γίνονται μη περιοδικές.
Στα ηλεκτρονικά η ποιότητα του ταλαντούμενου κυκλώματος καθορίζεται από τον παράγοντα ποιότητας: Q = nf/δ... Όταν στο ταλαντούμενο κύκλωμα επενεργεί εξωτερική περιοδική δύναμη, συμβαίνουν αναγκαστικές ταλαντώσεις σε αυτό. Το πλάτος των εξαναγκασμένων ταλαντώσεων αυξάνεται σημαντικά για κυκλώματα υψηλής Q εάν η συχνότητα της εξωτερικής επιρροής είναι κοντά στο eo (συντονισμός). Το κύκλωμα ταλάντωσης είναι ένα από τα κύρια μέρη των ενισχυτών συντονισμού, γεννήτριες και άλλες ηλεκτρονικές συσκευές.
Δείτε επίσης για αυτό το θέμα: Εφαρμογή συντονισμού τάσης και συντονισμού ρεύματος