التذبذبات الكهربائية: أنواع وخصائص التذبذبات والسعة والتردد ومرحلة التذبذبات

التذبذبات هي عمليات تكرر نفسها بشكل متكرر أو تقريبًا على فترات زمنية معينة. العمليات المتقلبة واسعة الانتشار في الطبيعة والتكنولوجيا.

في الهندسة الكهربائية والإلكترونيات ، يتعين عليهم التعامل مع مجموعة متنوعة من أنواع التذبذبات الكهربائية ، أي تقلبات الفولتية والتيارات. في الدوائر الكهربائية المختلفةوكذلك الاهتزازات الميكانيكية مثل الاهتزازات أغشية الميكروفون أو مكبرات الصوت.

خصائص الاهتزاز

تتميز التذبذبات كعمليات متكررة ، أولاً وقبل كل شيء ، بأكبر الانحرافات التي تصل إليها القيمة المتقلبة ، أو سعة الاهتزاز، ثانيًا ، معدل تكرار تكرار نفس الحالات ، أو تردد الاهتزازوثالثا من اي دولة ماذا مرحلة العملية يتوافق مع وقت بدء العد التنازلي. هذه الخاصية الأخيرة لعملية التذبذب تسمى "المرحلة الأولية" أو ببساطة "الطور" باختصار.

بالمعنى الدقيق للكلمة ، هذه المفاهيم قابلة للتطبيق فقط على أنواع معينة من التذبذبات ، وهي دورية ، وعلى وجه الخصوص ، جيبي... المصطلحات: السعة والتردد والمرحلة ، مع ذلك ، تُطبق عمومًا بالمعنى أعلاه على أي اهتزاز بشكل عام (انظر - المعلمات الأساسية للتيار المتردد).

خصائص التذبذب (الاتساع والفترة والتردد والمرحلة):

أنواع الاهتزازات

اعتمادًا على ما يحدث للسعة ، تختلف التذبذبات:

• ثابتة أو غير مخمد ، لا يتغير اتساعها بمرور الوقت ؛

• المطفأة ، التي تتناقص اتساعها مع مرور الوقت ؛

• يزداد اتساعها مع مرور الوقت ؛

• تعديل الاتساع الذي يزداد اتساعه وينقص بمرور الوقت.

اعتمادًا على كيفية تكرار التذبذبات في الوقت المناسب ، تختلف التذبذبات:

• دوري ، أي تلك التي تتكرر فيها جميع الحالات بالضبط في فترات زمنية معينة ؛

• دوري تقريبًا ، حيث تكرر جميع الحالات نفسها تقريبًا تقريبًا ، على سبيل المثال ، التخميد أو تعديل التردد (أي التذبذبات التي يتغير ترددها باستمرار ضمن حدود معينة حول قيمة معينة).

ينظر -التذبذبات المبللة والقسرية الحرة

اعتمادًا على النموذج ، يتم تمييز التذبذبات:

• جيبي (متناسق) أو قريب من جيبي ؛

• الاسترخاء ، الذي يختلف شكله بشكل كبير عن الشكل الجيبي.

أخيرًا ، وفقًا لأصل عملية التذبذب ، يتم تمييزها:

• التذبذبات الطبيعية أو الحرة التي حدثت نتيجة لصدمة في النظام (أو بشكل عام ، انتهاك لتوازن النظام) ؛

• قسري ، ينشأ نتيجة عمل تذبذب خارجي مطول على النظام ، والتذبذبات الذاتية التي تحدث في النظام في غياب التأثيرات الخارجية ، بسبب قدرة النظام نفسه على الحفاظ على العملية التذبذبية فيه.

الاهتزازات الكهربائية - تقلبات التيار والجهد والشحنة التي تحدث في الدوائر الكهربائية والدوائر والخطوط وما إلى ذلك. النوع الأكثر شيوعًا من الاهتزازات الكهربائية هو النوع المعتاد التيار الكهربائي المتردد، حيث يتغير الجهد والتيار في الدائرة بشكل دوري بتردد 50 هرتز. عادة ما يتم الحصول على هذه التذبذبات البطيئة نسبيًا باستخدام الآلات الكهربائية ذات التيار المتردد.

يتم إنشاء الاهتزازات السريعة من خلال طرق خاصة ، من بينها تلعب الدور الأكبر في التقنيات الحديثة مولدات الكترونية.

اعتمادًا على التردد ، من الشائع تقسيم الاهتزازات الكهربائية إلى مجموعتين - التردد المنخفض ، الذي يقل تردده عن 15000 هرتز ، والتردد العالي ، الذي يزيد تردده عن 15000 هرتز. تم اختيار هذا الحد لأن الاهتزازات التي تقل عن 15000 هرتز تنتج إحساسًا بالصوت في الأذن البشرية ، بينما الاهتزازات التي تزيد عن 15000 هرتز لا يمكن سماعها بواسطة الأذن البشرية.

أنظمة المذبذبات - الأنظمة التي قد تحدث فيها التذبذبات الطبيعية.

دارة المذبذب - دائرة يمكن أن تحدث فيها التذبذبات الكهربائية الطبيعية في حالة حدوث خلل في "التوازن" الكهربائي فيها ، أي إذا تم إنشاء الفولتية الأولية أو التيارات فيها.

سلسلة - دائرة كهربائية مغلقة عادة. ومع ذلك ، ينطبق هذا المصطلح أيضًا على الدوائر المفتوحة ، أي الهوائيات. للتمييز بين هذين النوعين من الحلقات ، يطلق عليهما اسم مغلق ومفتوح ، على التوالي.أحيانًا يكون لمصطلح "كفاف" معنى خاص. غالبًا ما تسمى الدائرة المتذبذبة ببساطة "الدائرة" للإيجاز.

لكي تحدث التذبذبات الطبيعية في الدائرة ، يجب أن يكون لها سعة ومحاثة ، وليس مقاومة كبيرة. يعتمد تواتر التذبذبات الطبيعية في الدائرة على قيمة السعة C والحث L. دارة المذبذب).

يتم تحديد تردد الاهتزازات الطبيعية في الدائرة تقريبًا بواسطة ما يسمى حسب صيغة طومسون:

نظرًا لأن كل دائرة لها مقاومة حيث تحدث فقد الطاقة ويتم إطلاق الحرارة ، فإن التذبذبات الطبيعية في الدائرة ستكون دائمًا مثبطة. بعبارة أخرى ، تعود الدائرة المتذبذبة إلى "التوازن" الكهربائي نتيجة لعملية التذبذب المخمد.

إذا كانت مقاومة الدائرة عالية جدًا ، فهي عبارة عن دائرة غير دورية لا تحدث فيها تذبذبات طبيعية. إن الفولتية والتيارات الأولية التي تم إنشاؤها في مثل هذه الدائرة تتحلل دون التعرض للتذبذبات ، ولكن بشكل رتيب. بعبارة أخرى ، عندما يكون "التوازن" الكهربائي مضطربًا ، تعود هذه الحلقة بشكل غير دوري (أي بدون اهتزازات) إلى وضع "التوازن".

راجع أيضًا حول هذا الموضوع:

الدوائر المتذبذبة المقترنة بالحث

التذبذبات المستمرة والرنين البارامترى