Oscillerende prosess innen elektroteknikk og elektronikk, typer svingninger
Oscillerende prosess - en prosess med varierende grad av repeterbarhet. Alle oscillerende prosesser er delt inn i 2 klasser: periodiske og ikke-periodiske. I teorien bruker de også en mellomklasse - nesten periodiske svingninger.
En oscillerende prosess kalles periodisk, der verdien som karakteriserer denne prosessen, tatt til enhver tid, etter en viss tidsperiode T har samme verdi.
Funksjonen f (t), som er et matematisk uttrykk for den oscillerende prosessen, kalles periodisk med periode T dersom den tilfredsstiller betingelsen f (t + T) = f (t).
Blant klassen av periodiske oscillerende prosesser spilles hovedrollen av harmoniske eller sinusformede oscillasjoner, der en endring i en fysisk mengde med tiden skjer i henhold til loven om sinus eller cosinus. Deres samlede rekord er:
y = f (t) = aCos ((2π / T) t — φ),
hvor a — amplitude av oscillasjoner, φ er oscillasjonsfasen, 1 /T = f — frekvens og 2πf = ω — frekvens av sykliske eller sirkulære vibrasjoner.
Anvendelse av sinusformede oscillasjoner og deres egenskaper:
Grunnleggende parametere for AC
Grafiske måter å vise vekselstrøm på
En nesten periodisk funksjon som tilsvarer en avlesning av periodiske oscillasjoner er definert av tilstanden:
| f · (t + τ) — f (t) | <= ε hvor ε — tilordne en verdi til hver verdi T.
Mengden τ dette tilfellet kalles nesten punktum. Hvis verdien ε er veldig liten sammenlignet med gjennomsnittsverdien av f (t) på tidspunkt T, vil den kvasi-periodiske funksjonen være nær den periodiske.
Ikke-periodiske svingninger er mye mer varierte enn periodiske. Men oftest i automatisering må man møte demping eller økende sinusformede svingninger.
Oscillasjoner i henhold til loven om den dempede sinusformen eller, som de noen ganger kalles, dempede harmoniske oscillasjoner, kan representeres i en generell form:
x = Ae-δTcos·(ω + φ),
der t er tid, A og φ er vilkårlige konstanter. Den generelle notasjonen av loven om økende harmoniske oscillasjoner skiller seg bare i tegnet på dempningsfaktoren δ[1 sekund].
Fig. 1 - oscillerende prosess, fig. 2. — periodisk prosess, fig. 3. — henfallende harmoniske svingninger, fig. 4. — økning i harmoniske svingninger.
Et eksempel på anvendelsen av den oscillerende prosessen er den enkleste oscillerende kretsen.
Oscillatorkrets (elektrisk krets) - en passiv elektrisk krets der elektriske oscillasjoner kan oppstå med en frekvens som bestemmes av parametrene til selve kretsen.
Den enkleste oscillerende kretsen består av kapasitans C og induktans L. I fravær av ytre påvirkning vil dempende oscillasjoner med frekvens εО = 1/2π√LC.
Amplituden til vibrasjonene avtar med f.eks.-δT, hvor δ er dempningskoeffisienten. Hvis δ> = eO, blir de dempede oscillasjonene i kretsen ikke-periodiske.
I elektronikk bestemmes kvaliteten på oscillerende krets av kvalitetsfaktoren: Q = nf/δ... Når en ekstern periodisk kraft virker på oscillerende krets, oppstår det tvangssvingninger i den. Amplituden til tvungne oscillasjoner øker betydelig for høy-Q-kretser hvis frekvensen til den ytre påvirkningen er nær eo (resonans). Oscillerende krets er en av hoveddelene i resonansforsterkere, generatorer og andre elektroniske enheter.
Se også om dette emnet: Anvendelse av spenningsresonans og strømresonans