Oscillator circuit
Perpektong capacitor at coil. Paano nangyayari ang mga oscillations, kung saan gumagalaw ang mga electron kapag tumaas at nawawala ang magnetic field ng coil.
Ang oscillating circuit ay isang closed electrical circuit na binubuo ng coil at capacitor. Tukuyin natin ang inductance ng coil sa pamamagitan ng letrang L, at ang kapasidad ng kuryente ng kapasitor sa pamamagitan ng letrang C. Ang oscillatory circuit ay ang pinakasimpleng electrical system kung saan maaaring mangyari ang libreng harmonic electromagnetic oscillations.
Siyempre, ang isang tunay na oscillating circuit ay palaging may kasamang hindi lamang isang capacitance C at isang inductance L, kundi pati na rin sa pagkonekta ng mga wire, na tiyak na mayroong aktibong resistensya R, ngunit hayaan natin ang paglaban sa labas ng saklaw ng artikulong ito, maaari mong malaman ang tungkol dito sa seksyon sa kadahilanan ng kalidad ng vibrating system. Kaya, isinasaalang-alang namin ang isang perpektong oscillator circuit at magsimula sa isang kapasitor.
Sabihin nating mayroong isang perpektong kapasitor. I-charge natin ito mula sa baterya sa isang boltahe U0, iyon ay, lumikha ng isang potensyal na pagkakaiba U0 sa pagitan ng mga plate nito upang ito ay maging "+" sa itaas na plato at "-" sa ibaba, gaya ng karaniwang ipinahiwatig.
Ano ang ibig sabihin nito? Nangangahulugan ito na sa tulong ng isang mapagkukunan ng mga panlabas na puwersa, ililipat namin ang isang tiyak na bahagi ng negatibong singil Q0 (na binubuo ng mga electron) mula sa itaas na plato ng kapasitor patungo sa ibabang plato nito. Bilang resulta, ang labis na negatibong singil ay lilitaw sa ilalim na plato ng kapasitor, at ang tuktok na plato ay kulang sa eksaktong halaga ng negatibong singil, ibig sabihin ay labis na positibong singil. Pagkatapos ng lahat, sa una ang kapasitor ay hindi sisingilin, na nangangahulugang ang singil ng parehong pag-sign sa parehong mga plato nito ay ganap na pantay.
Kaya, sisingilin ang kapasitor, ang itaas na plato ay positibong sisingilin (dahil ang mga electron ay nawawala) na may kaugnayan sa ibabang plato, at ang ibabang plato ay negatibong sisingilin kaugnay sa itaas. Sa prinsipyo, para sa iba pang mga bagay, ang kapasitor ay neutral sa kuryente, ngunit sa loob ng dielectric nito ay mayroong isang electric field kung saan nakikipag-ugnayan ang mga kabaligtaran na singil sa magkasalungat na mga plato, ibig sabihin, sila ay may posibilidad na maakit ang isa't isa, ngunit ang dielectric, sa pamamagitan ng likas na katangian nito. , ay hindi pinapayagan na mangyari ito. Sa sandaling ito, ang enerhiya ng kapasitor ay pinakamataas at katumbas ng ECm.
Ngayon kumuha tayo ng isang perpektong inductor. Ang landas ay gawa sa isang kawad na walang elektrikal na pagtutol sa lahat, iyon ay, ito ay may perpektong kakayahang magpasa ng isang singil sa kuryente nang hindi nakakasagabal dito. Ikonekta natin ang coil nang kahanay sa bagong sisingilin na kapasitor.
Ano ang mangyayari? Ang mga singil sa mga plato ng kapasitor, tulad ng dati, ay nakikipag-ugnayan, ay may posibilidad na maakit ang isa't isa, - ang mga electron mula sa ibabang plato ay may posibilidad na bumalik sa itaas, dahil mula doon sila ay kinaladkad sa pamamagitan ng puwersa patungo sa mas mababang kapag ang kapasitor ay sinisingil. .Ang sistema ng mga singil ay may posibilidad na bumalik sa isang estado ng electrical equilibrium, at pagkatapos ay nakakabit ang isang coil-isang wire na napilipit sa isang spiral na may inductance (ang kakayahang pigilan ang kasalukuyang pagbabago ng isang magnetic field kapag ang kasalukuyang iyon ay dumaan dito) !
Ang mga electron mula sa ibabang plato ay dumadaloy sa wire ng coil patungo sa itaas na plato ng capacitor (maaari nating sabihin na sa parehong oras ang positibong singil ay dumadaloy sa ibabang plato), ngunit hindi sila maaaring agad na mag-slide doon.
Bakit? Dahil ang coil ay may inductance, at ang mga electron na gumagalaw sa pamamagitan nito ay mga alon na, at dahil ang current ay nangangahulugan na dapat mayroong magnetic field sa paligid nito. Kaya kung mas maraming mga electron ang pumapasok sa coil, mas malaki ang kasalukuyang nagiging, at mas malaki ang magnetic field. sa paligid ng coil ay lilitaw.
Kapag ang lahat ng mga electron mula sa ilalim na plato ng kapasitor ay pumasok sa likid - ang kasalukuyang nasa loob nito ay magiging sa pinakamataas na Im, ang magnetic field sa paligid nito ang magiging pinakamalaki na ang halaga ng gumagalaw na singil na ito ay maaaring lumikha habang nasa konduktor nito. Sa puntong ito, ang kapasitor ay ganap na pinalabas, ang enerhiya ng electric field sa dielectric sa pagitan ng mga plato nito ay katumbas ng zero EC0, ngunit ang lahat ng enerhiya na ito ay nakapaloob na ngayon sa magnetic field ng coil ELm.
At pagkatapos ay ang magnetic field ng coil ay nagsimulang bumaba dahil wala nang sumusuporta dito, dahil wala nang mga electron na dumadaloy sa loob at labas ng coil, walang kasalukuyang, at ang nawawalang magnetic field sa paligid ng coil ay bumubuo ng isang eddy electric field. sa kawad nito na itinutulak ang mga electron sa itaas na kapasitor ng plato kung saan sila ay sabik na sabik.At sa sandaling ang lahat ng mga electron ay nasa itaas na plato ng kapasitor, ang magnetic field ng coil ay naging katumbas ng zero EL0. At ngayon ang kapasitor ay sinisingil sa kabaligtaran na direksyon sa na sisingilin sa pinakadulo simula.
Ang itaas na plato ng kapasitor ay negatibo na ngayong sisingilin at ang ibabang plato ay positibong sisingilin. Ang likid ay konektado pa rin, ang kawad nito ay nagbibigay pa rin ng isang libreng landas para sa mga electron na dumaloy, ngunit ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng mga plato ng kapasitor ay muling natanto, kahit na kabaligtaran ng sign sa orihinal.
At ang mga electron ay muling sumugod sa coil, ang kasalukuyang ay nagiging maximum, ngunit dahil ito ay nakadirekta na ngayon sa kabaligtaran na direksyon, ang magnetic field ay nilikha sa kabaligtaran na direksyon, at kapag ang lahat ng mga electron ay bumalik sa coil (habang sila ay gumagalaw pababa) , ang magnetic field ay hindi na naiipon, ngayon ay nagsisimula itong bumaba, at ang mga electron ay itinulak pa - sa mas mababang plato ng kapasitor.
At sa sandaling ang magnetic field ng coil ay naging katumbas ng zero, ito ay ganap na nawala, - ang itaas na plato ng kapasitor ay muling positibong sisingilin na may kaugnayan sa mas mababang isa. Ang kondisyon ng kapasitor ay katulad ng kung ano ito sa simula. Isang buong cycle ng isang oscillation ang naganap. At iba pa at iba pa .. Ang panahon ng mga oscillations na ito, depende sa inductance ng coil at sa capacitance ng capacitor, ay matatagpuan sa pamamagitan ng formula ni Thomson:
