Elektrik salınımları: tipleri ve özellikleri, salınımların genliği, frekansı ve fazı

Salınımlar, tekrar tekrar veya belirli aralıklarla kabaca tekrar eden süreçlerdir. Dalgalanan süreçler doğada ve teknolojide yaygındır.

Elektrik mühendisliği ve elektronikte, çok çeşitli elektriksel salınımlarla uğraşmak zorundadırlar, örn. voltaj ve akım dalgalanmaları. Farklı elektrik devrelerindetitreşimler gibi mekanik titreşimlerin yanı sıra mikrofon membranları veya hoparlörler.

Titreşim özellikleri

Tekrarlayan süreçler olarak salınımlar, her şeyden önce, dalgalanan değerin ulaştığı en büyük sapmalarla karakterize edilir veya titreşim genliği, ikincisi, aynı durumların tekrarlanma sıklığı veya titreşim frekansıve üçüncüsü, hangi eyaletten, ne süreç aşaması geri sayımın başlama saatine karşılık gelir. Salınım sürecinin bu son özelliği, "ilk aşama" veya kısaca "faz" olarak adlandırılır.

Açıkça söylemek gerekirse, bu kavramlar yalnızca belirli salınım türleri için geçerlidir, yani periyodik ve özellikle, sinüzoidal... Terimler: genlik, frekans ve faz, genel olarak yukarıdaki anlamda genel olarak herhangi bir titreşime uygulanır (bkz. - AC'nin temel parametreleri).

Salınım özellikleri (genlik, periyot, frekans ve faz):

Titreşim türleri

Genliğe ne olduğuna bağlı olarak, salınımlar farklılık gösterir:

• genliği zamanla değişmeyen durağan veya sönümsüz;

• genliği zamanla azalan itfa edilmiş;

• genliği zamanla artan artar;

• genliği zamanla artan ve azalan genlik modülasyonu.

Salınımların zaman içinde nasıl tekrarlandığına bağlı olarak salınımlar farklılık gösterir:

• periyodik, yani tüm durumların tam olarak belirli aralıklarla tekrarlandığı durumlar;

• yaklaşık olarak periyodik, tüm durumların kendilerini yalnızca yaklaşık olarak tekrar ettiği, örneğin sönümleme veya frekans modülasyonlu (yani, frekansı belirli sınırlar içinde belirli bir değer etrafında sürekli değişen salınımlar).

Bakmak -Serbest sönümlü ve zorlamalı salınımlar

Forma bağlı olarak salınımlar ayırt edilir:

• sinüzoidal (harmonik) veya sinüzoidala yakın;

• şekli sinüzoidalden önemli ölçüde farklı olan gevşeme.

Son olarak, salınım sürecinin kaynağına göre ayırt edilirler:

• sistemdeki bir şokun (veya genel olarak sistemin dengesinin ihlali) sonucu oluşan doğal veya serbest salınımlar;

• sistem üzerindeki uzun süreli bir dış salınım eyleminin bir sonucu olarak ortaya çıkan zorunlu ve sistemin kendisinin içindeki salınım sürecini sürdürme kabiliyeti nedeniyle, dış etkilerin yokluğunda sistemde meydana gelen kendi kendine salınımlar.

Elektriksel titreşimler — elektrik devrelerinde, devrelerde, hatlarda vb. meydana gelen akım, gerilim, yükteki dalgalanmalar. Elektrik titreşimlerinin en yaygın türü olağan olanlardır. alternatif elektrik akımıdevredeki voltaj ve akımın periyodik olarak değiştiği. 50 Hz frekans ile. Bu tür nispeten yavaş salınımlar genellikle aşağıdakiler kullanılarak elde edilir: Alternatif akım elektrik makineleri.

Hızlı titreşimler, modern teknolojilerde en büyük rolü oynadıkları özel yöntemlerle oluşturulur. elektronik jeneratörler.

Frekansa bağlı olarak, elektrik titreşimlerini iki gruba ayırmak yaygındır - frekansı 15.000 Hz'in altında olan düşük frekans ve frekansı 15.000 Hz'den fazla olan yüksek frekans. Bu sınır, 15.000 Hz'in altındaki titreşimler insan kulağında ses hissi yaratırken, 15.000 Hz'in üzerindeki titreşimler insan kulağı tarafından işitilemeyeceği için seçilmiştir.

Osilatör sistemleri — doğal salınımların meydana gelebileceği sistemler.

osilatör devresi - içindeki elektriksel "denge" bozulursa, yani içinde başlangıç ​​voltajları veya akımları oluşturulursa, doğal elektriksel salınımların oluşabileceği bir devre.

Zincir — normalde kapalı bir elektrik devresi. Ancak bu terim açık devreler yani antenler için de geçerlidir. Bu iki tür döngüyü birbirinden ayırmak için sırasıyla kapalı ve açık olarak adlandırılırlar."Kontur" teriminin bazen özel bir anlamı vardır. Salınımlı bir devre, kısa olması için genellikle basitçe "devre" olarak adlandırılır.

Bir devrede doğal salınımların meydana gelmesi için, kapasitans ve endüktansa sahip olması, çok fazla direnç olmaması gerekir. Devredeki doğal salınımların frekansı, kapasitans C ve endüktans L'nin değerine bağlı olacaktır. Salınım devresinde yer alan kapasitans ve endüktans ne kadar büyükse, doğal salınımlarının frekansı o kadar düşük olur (daha fazla ayrıntı için buraya bakın — osilatör devresi).

Devredeki doğal titreşimlerin frekansı yaklaşık olarak sözde tarafından belirlenir. Thomson'ın formülü ile:

Her devrede enerji kayıplarının olduğu ve ısının açığa çıktığı bir direnç olduğu için devredeki doğal salınımlar her zaman sönümleyici olacaktır. Başka bir deyişle, salınımlı devre, sönümlü salınım sürecinin bir sonucu olarak elektriksel "dengeye" geri döner.

Devrenin direnci çok yüksekse, doğal salınımların olmadığı aperiodik bir devredir. Böyle bir devrede oluşturulan ilk gerilimler ve akımlar, salınımlar olmadan, ancak monoton olarak bozulur. Diğer bir deyişle, elektriksel "denge" bozulduğunda, böyle bir döngü periyodik olmayan (yani salınımsız) "denge" konumuna geri döner.

Bu konuda ayrıca bakınız:

Endüktif olarak bağlı salınım devreleri

Sürekli salınımlar ve parametrik rezonans