מעגל RLC הוא מעגל חשמלי שהוא מורכב מנגד, משרן וקבל והם מיוצגים על ידי האותיות R, L ו- C. מעגלי ה- RLC המהדהדים מחוברים בסדרה ובמקביל. השם מעגל RLC נגזר מאות ההתחלה ממרכיבי ההתנגדות, המשרן והקבל. למטרה הנוכחית, המעגל יוצר מתנד הרמוני. משתמש ב מעגל LC זה מהדהד. אם הנגד עולה, הוא מפרק את התנודות שהוא מכונה דעיכה. קשה למצוא התנגדות מסוימת בזמן אמת, גם לאחר שהנגן אינו מזוהה כרכיב שהוא נפתר על ידי מעגל LC.
מעגלי RLC מהדהדים
בזמן ההתמודדות עם התהודה זה מרכיב מורכב ויש בו הרבה פערים. העכבה z והמעגל שלה מוגדרים כ-
Z = R + JX
כאשר R הוא התנגדות, J היא יחידה דמיונית ו- X היא תגובה.
יש דופק שנחתם בין R ו- JX. היחידה הדמיונית היא התנגדות מבחוץ. האנרגיה המאוחסנת היא המרכיבים של הקבל ומשרן. הקבלים מאוחסנים בשדה החשמלי והמשרנים מאוחסנים בשדה גודל.
עםג= 1 / jωc
= -J / ωc
עםל= jωL
מהמשוואה Z = R + JK אנו יכולים להגדיר את התגובות כ-
איקסג= -1 / ωc
איקסL =ωL
הערך המוחלט של התגובה של המשרן ומטען קבלים בתדר כפי שמוצג באיור שלהלן.
פקטור ש
קיצור ה- Q מוגדר כאיכות והוא ידוע גם כגורם איכות. גורם האיכות מתאר את המהוד הנמוך. אם מהוד נמוך-דעי מגביר גורם האיכות יורד. דעיכת מעגל המהוד החשמלי מייצרת אובדן אנרגיה ברכיבי התנגדות. הביטוי המתמטי של גורם Q מוגדר כ-
ש ( ω ) = אנרגיית כוח מרבית המאוחסנת / אובדן כוח
גורם q תלוי בתדר שהוא מצוטט לרוב עבור תדר התהודה והאנרגיה המרבית המאוחסנת בקבל ובמשרן יכולה לחשב את תדר התהודה המאוחסן במעגל התהודה. המשוואות הרלוונטיות הן
האנרגיה המרבית המאוחסנת = LIשתייםLrms= C VשתייםCrms
ILrms מסומנים כזרם ה- RMS באמצעות המשרן. זה שווה לזרם ה- RMS הכולל שנוצר במעגל במעגל הסדרה ובמעגל המקביל הוא לא שווה. באופן דומה, ב- VCrms הוא מתח על פני הקבל שהוא מוצג במעגל המקביל והוא שווה למתח אספקת ה- rms אך בסדרה, המעגל מוסכם על ידי מחלק פוטנציאלי. לפיכך, מעגל הסדרה פשוט לחישוב האנרגיה המרבית המאוחסנת באמצעות אינדיקטור ובמעגלים המקבילים נחשב דרך קבלים.
כוח אמיתי מתנוון בנגד
P = VRrmsאניRrms= אנישתייםRrmsR = V.שתייםRrms/ ר
הדרך הקלה ביותר למצוא את מעגל RLC הסדרה
ש(S)ω0= ω0 אנישתייםrmsL / IשתייםrmsR = ω0L / R
המעגל המקביל הוא להתחשב במתח
ש(P)ω0= ω0RCVשתייםCrms/ VשתייםCrms= ω0CR
מעגל RLC מסדרה
מעגל סדרת RLC מורכב מהתנגדות, משרן וקבל המחוברים בסדרה במעגל ה- RLC. התרשים שלהלן מציג את מעגל RLC הסדרה. במעגל זה הקבל והמשרן ישלבו זה את זה ויגדילו את התדר. אם נוכל לחבר מחדש את ה- Xcis לשלילי, כך שברור ש- XL + XC צריך להיות שווה לאפס עבור תדר ספציפי זה XL = -XX רכיבי עכבה של דמיון בדיוק מבטלים זה את זה. בתנועת תדרים זו, לעכבה של המעגל יש גודל נמוך וזווית פאזה של אפס, זה נקרא כתדר התהודה של המעגל.
מעגל RLC מסדרה
איקסל+ Xג= 0
איקסל= - Xג= ω0L = 1 / ω0C = 1 / LC
ω0 =√1 / LCω0
= 2Π f 0
מעגל RLC שרירותי
אנו יכולים לבחון את השפעות התהודה על ידי התחשבות במתח בין רכיבי התנגדות למתח הכניסה לדוגמא שנוכל לשקול עבור הקבל.
VC / V = 1/1-ωשתייםLC + j ω RC
עבור הערכים של R, L ו- C היחס מתואר כנגד תדר זוויתי והאיור מראה את מאפייני ההגברה. תדר תהודה
VC / V- 1 / j ω0RC
VC / V- j ω0L / R
אנו יכולים לראות כי מכיוון שמדובר במעגל חיובי, הכמות הכוללת המופזרת קבועה
מעגל RLC מקביל
במעגל RLC המקביל מחוברים התנגדות הרכיב, המשרן והקבל במקביל. מעגל RLC המהדהד הוא מעגל כפול בתפקידי המתח והחילופי הנוכחי. מכאן שלמעגל יש רווח זרם ולא עכבה ורווח המתח הוא מקסימום בתדר התהודה או ממוזער. העכבה הכוללת של המעגל ניתנת כ-
מעגל RLC מקביל
= R ‖ Zל‖ עםג
= R / 1- JR (1 / Xג+ 1 / Xל)
= R / 1+ JR (ωc - 1 / ωL)
מתי איקסג = - איקסל פסגות התהודה מגיעות שוב וכך לתדר התהודה יש את אותו הקשר.
ω0 =√1 / LC
כדי לחשב את הרווח הנוכחי על ידי הסתכלות על הזרם בכל אחת מהזרועות, אז רווח הקבל ניתן כ-
אניג/ i = jωRC / 1+ jR (ωc - 1 / ωL)
רווח הגודל הנוכחי מוצג באיור ותדירות התהודה היא
אניג/ i = jRC
יישומים של מעגלי RLC מהדהדים
למעגלי ה- RLC המהדהדים יש יישומים רבים כמו
- מעגל מתנד , מקלטי רדיו ומכשירי טלוויזיה משמשים למטרת הכוונון.
- הסדרה ומעגל ה- RLC כרוך בעיקר בעיבוד אותות וב- מערכת תקשורתית
- מעגל LC המהדהד בסדרה משמש להגדלת מתח
- סדרה ומעגל LC מקביל משמשים לחימום אינדוקציה
מאמר זה נותן את המידע אודות מעגלי RLC, סדרות ומקבילות RLC מקבילות, גורם Q ויישומים של מעגלי RLC מהדהדים. אני מקווה שהמידע הנתון במאמר מועיל בכדי לתת מידע טוב ולהבין את הפרויקט. יתר על כן, אם יש לך שאלות בנוגע למאמר זה או בנושא פרויקטים חשמליים ואלקטרוניים אתה יכול להגיב בסעיף שלהלן. הנה שאלה עבורך, במעגל RLC מקביל, איזה ערך עשוי לשמש תמיד כהפניה וקטורית?
נקודות זיכוי:
