Wszelkie prawa zastrzeżone. Nieautoryzowane rozpowszechnianie całości lub
fragmentu niniejszej publikacji w jakiejkolwiek postaci jest zabronione.
Wykonywanie kopii metodą kserograficzną, fotograficzną, a także
kopiowanie książki na nośniku filmowym, magnetycznym lub innym
powoduje naruszenie praw autorskich niniejszej publikacji.
Wszystkie znaki występujące w tekście są zastrzeżonymi znakami firmowymi
bądz towarowymi ich właścicieli.
Autor oraz Wydawnictwo HELION dołożyli wszelkich starań, by zawarte
w tej książce informacje były kompletne i rzetelne. Nie biorą jednak żadnej
odpowiedzialności ani za ich wykorzystanie, ani za związane z tym
ewentualne naruszenie praw patentowych lub autorskich. Autor oraz
Wydawnictwo HELION nie ponoszą również żadnej odpowiedzialności
za ewentualne szkody wynikłe z wykorzystania informacji zawartych
w książce.
Redaktor prowadzący: Michał Mrowiec
Projekt okładki: Maciek Pasek
Wydawnictwo HELION
ul. Kościuszki 1c, 44-100 GLIWICE
tel. 32 231 22 19, 32 230 98 63
e-mail: helion@helion.pl
WWW: http://helion.pl (księgarnia internetowa, katalog książek)
Drogi Czytelniku!
Jeżeli chcesz ocenić tę książkę, zajrzyj pod adres
http://helion.pl/user/opinie?eleklk
Możesz tam wpisać swoje uwagi, spostrzeżenia, recenzję.
ISBN: 978-83-246-5152-8
Copyright © Helion 2013
Printed in Poland.
" Kup książkę " Księgarnia internetowa
" Poleć książkę " Lubię to! Nasza społeczność
" Oceń książkę
Spis tre ci
Wst p ..................................................................................................... 5
1. Jednostki ................................................................................................ 7
2. Pr d sta y ..............................................................................................21
3. Pr d zmienny ....................................................................................... 39
4. Obwody rezonansowe .........................................................................71
5. Tranzystory bipolarne ..........................................................................77
6. Uk ady .................................................................................................. 93
7. Technika cyfrowa ...............................................................................129
A. Sta e ....................................................................................................152
B. Logarytmy ...........................................................................................153
C. Liczby zespolone ................................................................................155
D. Trygonometria ....................................................................................160
3
Kup ksi k Poleć ksi k
4 Elektronika. Leksykon kieszonkowy
Kup ksi k Poleć ksi k
Rozdzia 4. Obwody rezonansowe
Obwód drga
W obwodzie elektrycznym z o onym z pojemno ci i indukcyjno ci
(rysunek 4.1) mog w pewnych warunkach powstawa drgania
elektryczne.
Rysunek 4.1. Obwód z o ony z pojemno ci C, indukcyjno ci L i klucza SW
Za ó my, e:
opór elektryczny uzwojenia cewki i przewodów cz cych j
z kondensatorem jest zaniedbywalnie ma y,
w chwili pocz tkowej bezwzgl dna warto adunków elektrycz-
nych, zgromadzonych na ok adkach kondensatora, wynosi q0.
Po zamkni ciu klucza SW, na skutek ró nicy potencja ów ok adek
kondensatora, w obwodzie pop ynie pr d elektryczny. Gdyby w obwo-
dzie nie by o cewki, nat enie pr du stopniowo mala oby a do zera,
poniewa zmniejsza aby si ró nica potencja ów ok adek (kondensator
roz adowywa by si ).
Indukowana w cewce si a elektromotoryczna, zgodnie z regu Lenza,
d y do podtrzymania przep ywu pr du. W rezultacie nat enie pr du
wzrasta do momentu wyrównania si potencja ów ok adek, a nast p-
nie zaczyna male .
Pr d b dzie p yn w tym samym kierunku do chwili, gdy na ok ad-
kach kondensatora zgromadz si adunki równe co do bezwzgl dnej
warto ci pocz tkowemu adunkowi q0, ale o przeciwnych znakach.
Nast pnie opisany proces b dzie si powtarza . W obwodzie LC b d
wi c zachodzi niet umione drgania elektryczne.
Obwód drga 71
Kup ksi k Poleć ksi k
Uwaga
W rzeczywisto ci na skutek strat energii w elementach obwodu
rezonansowego drgania maj charakter gasn cy.
W dowolnym momencie si a elektromotoryczna EL, indukowana
w cewce, jest równa napi ciu UC mi dzy ok adkami kondensatora
(elementy s po czone równolegle):
EL UC
gdzie:
dI
EL L
dt
q
UC
C
zatem:
dI q
L 0
dt C
Przyjmuj c, i nat enie pr du opisane jest wzorem:
dq
I
dt
otrzymujemy zale no :
d2q q
L 0
dt2 C
Dziel c obie strony powy szego równania przez L i wprowadzaj c
1 d2q
2 2
oznaczenie 0 , uzyskujemy zale no 0q 0
LC dt2
Ma ono posta identyczn z równaniem opisuj cym niet umione drga-
nia oscylatora harmonicznego. Jego rozwi zaniem jest zatem funkcja:
q q0 cos( 0t )
Opisuje ona warto adunku zgromadzonego na ok adkach kon-
densatora.
Od adunku bardziej interesuje nas nat enie p yn cego w obwodzie
pr du:
72 Elektronika. Leksykon kieszonkowy
Kup ksi k Poleć ksi k
dq
I 0q0 sin( 0t )
dt
a przyjmuj c, i :
I0 0q0
uzyskamy równanie:
I I0 sin( 0t )
gdzie:
q0 bezwzgl dna maksymalna warto adunku na ok adkach
kondensatora
I0 bezwzgl dne maksymalne nat enie pr du p yn cego
w obwodzie
faza pocz tkowa
0 pulsacja (cz stotliwo k towa) pr du p yn cego w obwodzie
1
0
LC
Okres drga w obwodzie opisuje wzór Thomsona:
T 2 LC
Uwaga
W obwodzie LC zarówno adunki na ok adkach kondensatora, jak
i pr d w obwodzie zmieniaj si sinusoidalnie w funkcji czasu.
Obwód drga t umionych
W rzeczywistych uk adach oprócz indukcyjno ci i pojemno ci istnieje
tak e rezystancja (rysunek 4.2). Podczas przep ywu pr du przez rezy-
stancj zgromadzona w obwodzie energia zamieniana jest stopniowo
w ciep o. Cewka równie nie jest elementem idealnym. Emituje ona
energi w postaci fal elektromagnetycznych. Czynniki te powoduj ,
e drgania w obwodzie maj charakter gasn cy.
Obwód drga t umionych 73
Kup ksi k Poleć ksi k
Rysunek 4.2. Uk ad RLC
Si a elektromotoryczna EL, indukowana w cewce, musi by równa
sumie spadków napi : UR na rezystancji i UC na pojemno ci:
EL UR UC
dI
EL L
dt
UR RI
q
UC
C
zatem:
dI q
L RI 0
dt C
uwzgl dniaj c, e:
dq
I
dt
otrzymujemy zale no :
d2q dq q
L R 0
dt2 dt C
Rezonans obwodu drga
Aby w obwodzie mog y by stale wytwarzane drgania, nale y zasila
go ze ród a zewn trznego. Zadaniem ród a jest uzupe nianie energii,
która ulega rozproszeniu w trakcie oscylacji.
Obwód ma najmniejsz oporno , gdy:
Zmin R.
74 Elektronika. Leksykon kieszonkowy
Kup ksi k Poleć ksi k
Ma to miejsce wówczas, gdy:
XL XC
1
L
C
2LC 1
1 1
L
2
2C 4 2f C2
1 1
C
2
2L 4 2f L2
1
LC
1
f
2 LC
Pulsacja rezonansowa opisana jest wzorem:
1
0
LC
Gdy pulsacja przebiegu dostarczanego przez ród o wynosi = 0,
uk ad znajduje si w rezonansie:
reaktancja indukcyjna kompensuje reaktancj pojemno ciow
(maj równe warto ci bezwzgl dne, ale przeciwne znaki),
nat enie pr du p yn cego w obwodzie jest najwi ksze,
pr d p yn cy w obwodzie jest w fazie z si elektromotoryczn
ród a.
T umienie obwodu:
R R
d
L
C
gdzie oporno charakterystyczna obwodu to:
L 1
0L
C 0C
Dobro obwodu rezonansowego:
1
Q
d R
Rezonans obwodu drga 75
Kup ksi k Poleć ksi k
Dobro obwodu rezonansowego
W przypadku obwodu szeregowego mamy do czynienia z rezonan-
sem napi . Dobro Q okre la, ile razy spadek napi cia na cewce UL
lub kondensatorze UC jest wi kszy od napi cia doprowadzonego do
obwodu.
U R C
d R
UL L L
1 L 1 L
Q
d R R C
fREZ R
B dfREZ
Q 2 L
fREZ
Q
B
W przypadku obwodu równoleg ego mamy do czynienia z rezonan-
sem pr dów. Dobro Q okre la, ile razy nat enie pr du p yn cego
przez cewk IL lub nat enie pr du p yn cego przez kondensator IC
jest wi ksze od pr du ca kowitego.
I L 1 L
d
IL R R C
1 R C
Q R
d L L
1
B
2 CR
gdzie:
Q dobro obwodu
d t umienie obwodu
U napi cie ca kowite w obwodzie
UL spadek napi cia na cewce
UC spadek napi cia na kondensatorze
IL pr d p yn cy przez cewk
IC pr d p yn cy przez kondensator
R rezystancja strat
B szeroko pasma
76 Elektronika. Leksykon kieszonkowy
Kup ksi k Poleć ksi k
Czytaj dalej...
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
informatyka windows 7 komendy i polecenia leksykon kieszonkowy witold wrotek ebookinformatyka wordpress praktyczne projekty witold wrotek ebookinformatyka asembler leksykon kieszonkowy dawid farbaniec ebookinformatyka ruby leksykon kieszonkowy michael fitzgerald ebookinformatyka joomla praktyczne projekty witold wrotek ebookinformatyka jquery leksykon kieszonkowy david flanagan ebookinformatyka php 5 leksykon kieszonkowy marcin lis ebookinformatyka mac os x leopard pl leksykon kieszonkowy chuck toporek ebookinformatyka windows powershell leksykon kieszonkowy lee holmes ebookinformatyka mysql leksykon kieszonkowy wydanie ii george reese ebookElektronika Leksykon kieszonkowy eleklkinformatyka excel 2007 pl leksykon kieszonkowy wydanie ii curt frye ebookinformatyka elektronika dla kazdego przewodnik harry kybett ebookDelphi Leksykon kieszonkowy?lplkwięcej podobnych podstron