دليل عمل وتطبيقات دوائر RLC الرنانة

دائرة RLC عبارة عن دائرة كهربائية تتكون من مقاوم ومحث ومكثف يتم تمثيلها بالأحرف R و L و C. وترتبط دوائر RLC الرنانة في سلسلة ومتوازية. يُشتق اسم دائرة RLC من حرف البداية من مكونات المقاومة والمحث والمكثف. للغرض الحالي ، تشكل الدائرة مذبذبًا توافقيًا. باستخدام دائرة LC من صدى. إذا زاد المقاوم ، فإنه يحلل التذبذبات المعروفة باسم التخميد. يصعب العثور على بعض المقاومة في الوقت الفعلي ، حتى بعد عدم تحديد المقاوم على أنه المكون الذي يتم حله بواسطة دائرة LC.

دارات RLC الرنانة

أثناء التعامل مع الرنين هو مكون معقد وله الكثير من التناقضات. يتم تعريف الممانعة z ودائرتها على أنها

Z = R + JX

حيث R هي المقاومة ، J هي وحدة تخيلية و X مفاعلة.

يوجد نبضة موقعة بين R و JX. الوحدة التخيلية هي مقاومة خارجية. الطاقة المخزنة هي مكونات المكثف ومحث. يتم تخزين المكثفات في المجال الكهربائي ويتم تخزين المحاثات في مجال الحجم.

مع_ج= 1 / ج

= -J / ωc

مع_إل= يول

من المعادلة Z = R + JK يمكننا تحديد التفاعلات على أنها

X_ج= -1 / ω ج

X_{L =}ωL

القيمة المطلقة لمفاعلة المحرِّض وشحنة المكثف بالتردد كما هو موضح في الشكل أدناه.

عامل س

يُعرَّف اختصار Q على أنه جودة ويُعرف أيضًا باسم عامل الجودة. يصف عامل الجودة الرنان غير المبلل. إذا زاد الرنان غير المبلل ، ينخفض ​​عامل الجودة. يولِّد التخميد في دائرة الرنان الكهربي فقدان الطاقة في المكونات المقاومة. يتم تعريف التعبير الرياضي لعامل Q على أنه

س ( ω ) = تخزين الطاقة القصوى / فقدان الطاقة

يعتمد العامل q على التردد الذي يتم اقتباسه في أغلب الأحيان لتردد الطنين ويمكن أن تحسب الطاقة القصوى المخزنة في المكثف وفي المحرِّض تردد الطنين المخزن في دائرة الطنين. المعادلات ذات الصلة

أقصى طاقة مخزنة = LI^اثنين_Lrms= C الخامس^اثنين_كرمز

يُشار إلى ILrms على أنه تيار RMS عبر المحث. إنه يساوي إجمالي تشكيل تيار RMS في الدائرة في الدائرة التسلسلية وفي الدائرة المتوازية لا يساوي. وبالمثل ، في VCrms عبارة عن جهد عبر المكثف يظهر في الدائرة الموازية وهو يساوي جذر متوسط ​​التربيع لجهد الإمداد ولكن في السلسلة ، يتم الاتفاق على الدائرة بواسطة مقسم محتمل. وبالتالي ، فإن الدائرة التسلسلية بسيطة لحساب الطاقة القصوى المخزنة من خلال المؤشر وفي الدوائر المتوازية يتم اعتبارها من خلال مكثف.

القوة الحقيقية تتدهور في المقاوم

P = V._Rrmsأنا_Rrms= أنا^اثنين_RrmsR = V.^اثنين_Rrms/ ص

أسهل طريقة للعثور على سلسلة RLC الدائرة

س^(س)_ω0= ω₀ أنا^اثنين_{جذر متوسط ​​التربيع}L / أنا^اثنين_{جذر متوسط ​​التربيع}R = ω₀L / R

الدائرة المتوازية هي النظر في الجهد

س^(ع)_ω0= ω₀RCV^اثنين_كرمز/ الخامس^اثنين_كرمز= ω₀سجل تجاري

سلسلة حلبة RLC

تتكون دائرة سلسلة RLC من المقاومة ، والمحث ، والمكثف والتي يتم توصيلها في سلسلة في دائرة RLC التسلسلية. يوضح الرسم البياني أدناه سلسلة الدائرة RLC. في هذه الدائرة ، سيجمع المكثف والمحث بعضهما البعض ويزيدان التردد. إذا تمكنا من إعادة توصيل Xcis بشكل سلبي ، فمن الواضح أن XL + XC يجب أن تكون مساوية للصفر لهذا التردد المحدد XL = -XCimpedance مكونات تخيلية تلغي بعضها البعض تمامًا. في حركة التردد هذه ، تكون مقاومة الدائرة ذات حجم منخفض وزاوية طور صفرية ، وتسمى بتردد الطنين للدائرة.

سلسلة حلبة RLC

X_إل+ X_ج= 0

X_إل= - س_ج= ω₀L = 1 / ω₀C = 1 / LC

ω_{0 =√1 / خطاب اعتماد}ω₀

= 2Π و ₀

حلبة RLC التعسفية

يمكننا أن نلاحظ تأثيرات الرنين من خلال النظر في الجهد عبر المكونات المقاومة لجهد الدخل على سبيل المثال يمكننا النظر فيه للمكثف.

VC / V = ​​1/1-ω^اثنينLC + j ωRC

بالنسبة لقيم R و L و C ، يتم رسم النسبة مقابل التردد الزاوي ويظهر الشكل خصائص التضخيم. تردد الرنين

VC / V- 1 / ي ω₀RC

VC / V- ي ω₀L / R

يمكننا أن نرى أنه نظرًا لأن هذه دائرة موجبة ، فإن المقدار الإجمالي للطاقة المشتتة ثابت

حلبة RLC المتوازية

في دائرة RLC المتوازية ، ترتبط مقاومة المكون ، والمحث ، والمكثف بالتوازي. دائرة RLC الرنانة عبارة عن دائرة ثنائية السلسلة في أدوار تبادل الجهد والتيار. ومن ثم فإن الدائرة لها كسب حالي بدلاً من الممانعة ويكون كسب الجهد بحد أقصى عند تردد الطنين أو تصغيره. يتم إعطاء الممانعة الإجمالية للدائرة كـ

دائرة RLC المتوازية

= R ‖ Z_إل‖ مع_ج

= R / 1- JR (1 / X_ج+ 1 / س_إل)

= R / 1+ JR (ωc - 1 / L)

متي X_ج = - X_إل تأتي القمم الرنانة مرة أخرى ، وبالتالي فإن تردد الرنين له نفس العلاقة.

ω_{0 =√1 / خطاب اعتماد}

لحساب الكسب الحالي من خلال النظر إلى التيار في كل ذراع ، يتم إعطاء مكثف مكثف على النحو التالي

أنا_ج/ i = jωRC / 1+ jR (ωc - 1 / L)

يظهر الكسب الحالي للحجم في الشكل ويكون تردد الطنين

أنا_ج/ i = jRC

تطبيقات دوائر الرنين RLC

دوائر RLC الرنانة لها العديد من التطبيقات مثل

• دارة المذبذب وأجهزة استقبال الراديو وأجهزة التلفزيون لغرض الضبط.
• تتضمن السلسلة ودائرة RLC بشكل أساسي معالجة الإشارات و نظام الاتصال
• تُستخدم دائرة LC الرنانة المتسلسلة لتوفير تكبير الجهد
• تستخدم دائرة LC التسلسلية والمتوازية في التسخين التعريفي

تقدم هذه المقالة معلومات حول دارة RLC ، ودارات RLC المتسلسلة والمتوازية ، وعامل Q ، وتطبيقات دارات RLC الرنانة. آمل أن تكون المعلومات الواردة في المقالة مفيدة لتقديم بعض المعلومات الجيدة وفهم المشروع. علاوة على ذلك ، إذا كان لديك أي استفسارات بخصوص هذه المقالة أو على المشاريع الكهربائية والإلكترونية يمكنك التعليق في القسم أدناه. إليك سؤال لك ، في دائرة RLC المتوازية ، ما هي القيمة التي يمكن استخدامها دائمًا كمرجع متجه؟

اعتمادات الصورة:

• سلسلة حلبة RLC ساروتك
• دائرة RLC المتوازية ويكيميديا