Endüktif olarak bağlı salınım devreleri

Enerjinin birinci devreden ikinciye ve tersi yönde aktarılabilmesi için birbirine göre yerleştirilmiş iki salınımlı devreyi düşünün.

Bu durumdaki osilatör devrelerine kuplajlı devreler denir, çünkü devrelerden birinde meydana gelen elektromanyetik salınımlar diğer devrede de elektromanyetik salınımlara neden olur ve bu devreler arasında enerji sanki bağlıymış gibi hareket eder.

Zincirler arasındaki bağlantı ne kadar güçlüyse, bir zincirden diğerine o kadar fazla enerji aktarılır, zincirler birbirini o kadar yoğun etkiler.

Döngü ara bağlantısının büyüklüğü, yüzde olarak ölçülen (%0 ila %100) döngü birleştirme katsayısı Kwv ile belirlenebilir. Devre bağlantısı endüktif (trafo), ototransformer veya kapasitiftir. Bu yazıda, endüktif kuplajı, yani devrelerin etkileşiminin yalnızca manyetik (elektromanyetik) alan nedeniyle gerçekleştiği bir durumu ele alacağız.

Endüktif kuplaj aynı zamanda trafo kuplajı olarak da adlandırılır, çünkü devre sargılarının birbiri üzerindeki karşılıklı endüktif hareketi nedeniyle gerçekleşir. trafodatek fark, salınımlı devrelerin prensipte geleneksel bir transformatörde gözlemlenebileceği kadar yakından bağlanamamasıdır.

Bağlı devrelerden oluşan bir sistemde, bunlardan birine bir jeneratör (alternatif bir akım kaynağından) tarafından güç verilir, bu devreye birincil devre denir. Şekilde, birincil devre L1 ve C1 öğelerinden oluşan devredir. Primer devreden enerji alan devreye sekonder devre denir, şekilde L2 ve C2 elemanları ile temsil edilir.

Bağlantı yapılandırması ve döngü rezonansı

Birincil döngünün L1 bobinindeki I1 akımı değiştiğinde (artar veya azalır), bu bobin etrafındaki B1 manyetik alanının indüksiyonunun büyüklüğü buna göre değişir ve bu alanın kuvvet çizgileri ikincil bobin L2'nin dönüşlerini keser ve bu nedenle, elektromanyetik indüksiyon yasasına göre, içinde L2 bobininde I2 akımına neden olan bir EMF'yi indükleyin. Bu nedenle, birincil devreden gelen enerjinin bir transformatörde olduğu gibi sekondere aktarılmasının manyetik alan aracılığıyla olduğu ortaya çıktı.

Pratik olarak bağlı ilmekler, ilmeklerin üretim yöntemiyle gerçekleştirilen sabit veya değişken bir bağlantıya sahip olabilir, örneğin, ilmeklerin bobinleri ortak bir çerçeveye sarılabilir, sabit sabitlenebilir veya fiziksel olasılık vardır. bobinlerin birbirine göre hareketi, o zaman ilişkileri değişkendir. Değişken bağlantı bobinleri, üzerlerinden geçen bir okla şematik olarak gösterilmiştir.

Bu nedenle, yukarıda belirtildiği gibi, Ksv bobinlerinin kuplaj katsayısı, devrelerin birbirine bağlanmasını yüzde olarak yansıtır, pratikte, sargıların aynı olduğunu hayal edersek, o zaman manyetik akı F1'in ne kadarını gösterecektir. L1 bobini ayrıca L2 bobininin üzerine düşer. Daha kesin olarak, kuplaj katsayısı Ksv, ikinci devrede indüklenen EMF'nin, yaratılmasına L1 bobininin tüm manyetik kuvvet çizgileri dahil edilmişse, içinde indüklenebilecek EMF'den kaç kez daha az olduğunu gösterir.

Bağlı devrelerde mevcut maksimum akım ve gerilimleri elde etmek için, bunlar kalmalıdır. birbirleriyle rezonans halinde.

İletim (birincil) devresindeki rezonans, birincil devrenin cihazına bağlı olarak akımların rezonansı veya voltajların rezonansı olabilir: jeneratör devreye seri bağlanırsa, rezonans paralel ise voltajda olacaktır - akımların rezonansı. L2 bobininin kendisi, ikincil devreye seri bağlı bir AC voltaj kaynağı olarak etkili bir şekilde hareket ettiğinden, normalde ikincil devrede voltaj rezonansı olacaktır.

Döngüleri belirli bir CWS ile ilişkilendirerek, rezonansa göre ayarlamaları aşağıdaki sırayla yapılır. Birincil devre, birincil döngüde, yani maksimum I1 akımına ulaşılana kadar rezonans elde edecek şekilde ayarlanır.

Bir sonraki adım, ikincil devreyi maksimum akıma (C2'de maksimum voltaj) ayarlamaktır. L2 bobininden gelen F2 manyetik akı artık F1 manyetik akısını etkilediğinden ve devreler şimdi birlikte çalıştığından birincil döngü rezonans frekansı biraz değiştiğinden birincil devre daha sonra ayarlanır.

Tek bir bloğun parçası olarak yapılan bağlı devreleri kurarken aynı anda ayarlanabilir kapasitörler C1 ve C2'ye sahip olmak uygundur (şematik olarak, ortak bir rotora sahip ayarlanabilir kapasitörler, üzerlerinden geçen birleşik noktalı oklarla gösterilir). Başka bir ayarlama olasılığı, nispeten küçük kapasiteli ek kapasitörleri ana kapasitöre paralel olarak bağlamaktır.

Sarılmış bobinlerin endüktansını ayarlayarak, örneğin çekirdeği bobin içinde hareket ettirerek rezonansı ayarlamak da mümkündür. Bu tür "ayarlanabilir" çekirdekler, üzerinde bir ok bulunan kesikli çizgilerle gösterilir.

Zincirlerin birbirleri üzerindeki etki mekanizması

İkincil devre neden birincil devreyi etkiler ve bu nasıl olur? İkincil devrenin akımı I2, bobin L1'in dönüşlerini kısmen geçen ve bu nedenle içinde yönlendirilen bir EMF'yi indükleyen kendi manyetik akısını F2 yaratır (Lenz kuralına göre) akım I1'e karşı ve bu nedenle onu azaltmaya çalışıyoruz, bu, birincil devreyi ek bir direnç, yani tanıtılan direnç olarak arar.

İkincil devre, jeneratör frekansına ayarlandığında, birincil devreye soktuğu direnç tamamen aktiftir.

Devreler ne kadar güçlüyse, yani Kws ne kadar fazlaysa, ikincil devrenin birincil devreye getirdiği direnç o kadar büyük olur. Aslında, bu ekleme direnci, ikincil devreye aktarılan enerji miktarını karakterize eder.

İkincil devre, jeneratörün frekansına göre ayarlanmışsa, devreye giren direncin aktif olana ek olarak bir reaktif bileşeni olacaktır (devrenin dallanma yönüne bağlı olarak kapasitif veya endüktif) .

Konturlar arasındaki bağlantının boyutu

Devrelerin kuplaj faktörü Kww ile ilgili olarak ikincil devrenin akımının jeneratörün frekansına grafiksel bağımlılığını düşünün. Konturların kuplajı ne kadar küçükse, rezonans o kadar keskindir ve Kww arttıkça, rezonans eğrisinin tepe noktası önce düzleşir (kritik kuplaj) ve ardından kuplaj daha da güçlenirse, çift destekli bir görünüm kazanır.

Devreler aynıysa, ikincil devrede en yüksek gücü elde etme açısından kritik bağlantının optimal olduğu kabul edilir. Böyle bir optimum mod için bağlantı faktörü, sayısal olarak zayıflama değerine eşittir (Q devresinin Q faktörünün tersi).

Güçlü bağlantı (daha kritik) rezonans eğrisinde bir düşüş oluşturur ve bu bağlantı ne kadar güçlüyse, frekans düşüşü o kadar geniş olur. Devrelerin güçlü bir şekilde bağlanmasıyla, birincil döngüden gelen enerji %50'den fazla bir verimlilikle ikincil döngüye aktarılır; bu yaklaşım, devreden devreye daha fazla güç aktarılması gereken durumlarda kullanılır.

Zayıf bağlantı (kritikten az), şekli tek bir devre ile aynı olan bir rezonans eğrisi sağlar. Zayıf bağlantı, birincil döngüden ikincil devreye yüksek verimle önemli miktarda güç aktarmaya gerek olmadığı durumlarda kullanılır ve ikincil devrenin birincil devreyi mümkün olduğunca az etkilemesi istenir.İkincil devrenin Q faktörü ne kadar yüksek olursa, rezonansta içindeki akımın genliği o kadar büyük olur. Zayıf halka, radyo ekipmanında ölçüm amaçları için uygundur.