Inductively coupled oscillating circuits

Isaalang-alang ang dalawang oscillating circuit na nakaposisyon na may kaugnayan sa isa't isa upang ang enerhiya ay mailipat mula sa unang circuit patungo sa pangalawa at vice versa.

Ang mga circuit ng oscillator sa ganitong mga kondisyon ay tinatawag na mga coupled circuit, dahil ang mga electromagnetic oscillations na nagaganap sa isa sa mga circuit ay nagdudulot ng mga electromagnetic oscillations sa kabilang circuit, at ang enerhiya ay gumagalaw sa pagitan ng mga circuit na ito na parang konektado sila.

Kung mas malakas ang koneksyon sa pagitan ng mga kadena, mas maraming enerhiya ang inililipat mula sa isang kadena patungo sa isa pa, mas matindi ang impluwensya ng mga kadena sa isa't isa.

Ang magnitude ng loop interconnection ay maaaring ma-quantify ng loop coupling coefficient Kwv, na sinusukat bilang isang porsyento (mula 0 hanggang 100%). Ang circuit connection ay inductive (transformer), autotransformer o capacitive. Sa artikulong ito, isasaalang-alang natin ang inductive coupling, iyon ay, isang estado kapag ang pakikipag-ugnayan ng mga circuit ay nagaganap lamang dahil sa magnetic (electromagnetic) field.

Ang inductive coupling ay tinatawag ding transformer coupling dahil ito ay nagaganap dahil sa mutual inductive action ng circuit windings sa isa't isa, tulad ng sa sa transpormer, na may tanging pagkakaiba na ang mga oscillating circuit ay hindi, sa prinsipyo, ay maaaring isama nang malapit gaya ng maobserbahan sa isang maginoo na transpormer.

Sa isang sistema ng mga konektadong circuit, ang isa sa mga ito ay pinapagana ng isang generator (mula sa isang alternating current source), ang circuit na ito ay tinatawag na pangunahing circuit. Sa figure, ang pangunahing circuit ay ang binubuo ng mga elementong L1 at C1. Ang circuit na tumatanggap ng enerhiya mula sa pangunahing circuit ay tinatawag na pangalawang circuit, sa figure na ito ay kinakatawan ng mga elemento L2 at C2.

Configuration ng link at resonance ng loop

Kapag ang kasalukuyang I1 ay nagbabago sa coil L1 ng pangunahing loop (tumataas o bumababa), ang magnitude ng induction ng magnetic field B1 sa paligid ng coil na ito ay nagbabago nang naaayon at ang mga linya ng puwersa ng field na ito ay tumatawid sa mga pagliko ng pangalawang coil L2 at samakatuwid, ayon sa batas ng electromagnetic induction , magbuod ng isang EMF dito, na nagiging sanhi ng kasalukuyang I2 sa coil L2. Samakatuwid, lumalabas na sa pamamagitan ng magnetic field na ang enerhiya mula sa pangunahing circuit ay inilipat sa pangalawang, tulad ng sa isang transpormer.

Ang mga praktikal na konektado na mga loop ay maaaring magkaroon ng isang pare-pareho o variable na koneksyon, na natanto sa pamamagitan ng paraan ng paggawa ng mga loop, halimbawa, ang mga coils ng mga loop ay maaaring sugat sa isang karaniwang frame, na nakapirming nakatigil, o mayroong posibilidad ng pisikal paggalaw ng mga coils na may kaugnayan sa isa't isa, kung gayon ang kanilang relasyon ay variable. Ang mga variable na link coil ay ipinapakita sa eskematiko na may isang arrow na tumatawid sa kanila.

Kaya, tulad ng nabanggit sa itaas, ang koepisyent ng pagkabit ng mga coils Ksv ay sumasalamin sa pagkakabit ng mga circuit bilang isang porsyento, sa pagsasagawa, kung iniisip natin na ang mga windings ay pareho, pagkatapos ay ipapakita nito kung gaano karami ang magnetic flux F1 ng nahuhulog din ang coil L1 sa coil L2. Mas tiyak, ang coupling coefficient Ksv ay nagpapakita kung gaano karaming beses ang EMF induced sa pangalawang circuit ay mas mababa kaysa sa EMF na maaaring ma-induce dito kung ang lahat ng magnetic lines ng force ng coil L1 ay kasangkot sa paglikha nito.

Upang makuha ang maximum na magagamit na mga alon at boltahe sa mga konektadong circuit, dapat silang manatili sa taginting sa bawat isa.

Ang resonance sa transmission (pangunahing) circuit ay maaaring resonance ng mga alon o resonance ng mga boltahe, depende sa aparato ng pangunahing circuit: kung ang generator ay konektado sa circuit sa serye, kung gayon ang resonance ay nasa boltahe, kung kahanay - ang resonance ng mga agos. Karaniwang magkakaroon ng boltahe resonance sa pangalawang circuit, dahil ang coil L2 mismo ay epektibong gumaganap bilang isang AC voltage source na konektado sa serye sa pangalawang circuit.

Ang pagkakaroon ng nauugnay na mga loop sa isang tiyak na CWS, ang kanilang pag-tune sa resonance ay ginagawa sa sumusunod na pagkakasunud-sunod. Ang pangunahing circuit ay nakatutok upang makakuha ng resonance sa pangunahing loop, iyon ay, hanggang sa maabot ang pinakamataas na kasalukuyang I1.

Ang susunod na hakbang ay upang itakda ang pangalawang circuit sa pinakamataas na kasalukuyang (maximum na boltahe sa C2). Ang pangunahing circuit ay pagkatapos ay inaayos dahil ang magnetic flux F2 mula sa coil L2 ay nakakaapekto na ngayon sa magnetic flux F1, at ang pangunahing loop resonant frequency ay bahagyang nagbabago dahil ang mga circuit ay gumagana nang magkasama.

Maginhawang magkaroon ng mga adjustable capacitor C1 at C2 nang sabay-sabay kapag nagse-set up ng mga konektadong circuit na ginawa bilang bahagi ng isang bloke (sa eskematiko, ang mga adjustable capacitor na may karaniwang rotor ay ipinapahiwatig ng pinagsamang mga tuldok na arrow na tumatawid sa kanila). Ang isa pang posibilidad ng pagsasaayos ay upang ikonekta ang mga karagdagang capacitor ng medyo maliit na kapasidad na kahanay sa pangunahing isa.

Posible rin na ayusin ang resonance sa pamamagitan ng pagsasaayos ng inductance ng mga coil ng sugat, halimbawa sa pamamagitan ng paglipat ng core sa loob ng coil. Ang nasabing "mahimig" na mga core ay ipinahiwatig ng mga putol-putol na linya, na tinatawid ng isang arrow.

Ang mekanismo ng pagkilos ng mga kadena sa bawat isa

Bakit nakakaapekto ang pangalawang circuit sa pangunahing circuit at paano ito nangyayari? Ang kasalukuyang I2 ng pangalawang circuit ay lumilikha ng sarili nitong magnetic flux F2, na bahagyang tumatawid sa mga pagliko ng coil L1 at samakatuwid ay nag-uudyok dito ng isang EMF, na nakadirekta (ayon sa tuntunin ni Lenz) laban sa kasalukuyang I1 at samakatuwid ay hinahangad naming bawasan ito, hinahanap nito ang pangunahing circuit bilang karagdagang paglaban, iyon ay, ang ipinakilalang paglaban.

Kapag ang pangalawang circuit ay nakatutok sa dalas ng generator, ang paglaban na ipinapasok nito sa pangunahing circuit ay puro aktibo.

Ang ipinakilala na paglaban ay lumalabas na mas malaki, mas malakas ang mga circuit, iyon ay, mas maraming Kws, mas malaki ang paglaban na ipinakilala ng pangalawang circuit sa pangunahin. Sa katunayan, ang insertion resistance na ito ay nagpapakilala sa dami ng enerhiya na inilipat sa pangalawang circuit.

Kung ang pangalawang circuit ay nakatutok na may paggalang sa dalas ng generator, kung gayon ang paglaban na ipinakilala nito ay magkakaroon, bilang karagdagan sa aktibo, isang reaktibong sangkap (capacitive o inductive, depende sa direksyon kung saan ang circuit ay branched) .

Ang laki ng koneksyon sa pagitan ng mga contour

Isaalang-alang ang graphical na pag-asa ng kasalukuyang ng pangalawang circuit sa dalas ng generator na may kaugnayan sa coupling factor Kww ng mga circuit. Kung mas maliit ang pagkakabit ng mga contour, mas matalas ang resonance, at habang tumataas ang Kww, ang rurok ng resonance curve ay unang lumalatag (kritikal na pagkabit), at pagkatapos, kung ang pagkabit ay nagiging mas malakas, ito ay nakakakuha ng double-backed na hitsura.

Ang kritikal na koneksyon ay itinuturing na pinakamainam mula sa punto ng view ng pagkuha ng pinakamalaking kapangyarihan sa pangalawang circuit kung ang mga circuit ay magkapareho. Ang coupling factor para sa naturang pinakamabuting kalagayan na mode ay numerong katumbas ng halaga ng attenuation (ang kapalit ng Q-factor ng circuit Q).

Ang malakas na koneksyon (mas kritikal) ay bumubuo ng isang paglubog sa resonance curve, at kung mas malakas ang koneksyon na ito, mas malawak ang pagbaba ng dalas. Sa isang malakas na koneksyon ng mga circuit, ang enerhiya mula sa pangunahing loop ay inilipat sa pangalawa na may kahusayan na higit sa 50%; ang diskarte na ito ay ginagamit sa mga kaso kung saan mas maraming kapangyarihan ang kailangang ilipat mula sa circuit patungo sa circuit.

Ang mahinang pagkabit (mas mababa sa kritikal) ay nagbibigay ng resonance curve na ang hugis ay kapareho ng para sa isang circuit. Ang mahinang pagkabit ay ginagamit sa mga kaso kung saan hindi na kailangang maglipat ng makabuluhang kapangyarihan mula sa pangunahing loop sa pangalawang circuit na may mataas na kahusayan, at ito ay kanais-nais na ang pangalawang circuit ay makakaapekto sa pangunahing circuit nang kaunti hangga't maaari.Kung mas mataas ang Q-factor ng pangalawang circuit, mas malaki ang amplitude ng kasalukuyang nasa loob nito sa resonance. Ang mahinang link ay angkop para sa mga layunin ng pagsukat sa mga kagamitan sa radyo.