इस विज्ञान के भौतिकी और सिद्धांत का ज्ञान सीधे तौर पर हाउसकीपिंग, नवीनीकरण, निर्माण और मैकेनिकल इंजीनियरिंग से संबंधित है। हम यह विचार करने का प्रस्ताव करते हैं कि धारावाहिक आरएलसी सर्किट में धाराओं और वोल्टेज की प्रतिध्वनि क्या है, इसके गठन के लिए मुख्य स्थिति क्या है, साथ ही गणना भी।

अनुनाद क्या है?

TOE द्वारा घटना का निर्धारण: विद्युत अनुनाद एक निश्चित प्रतिध्वनि आवृत्ति पर एक विद्युत परिपथ में होता है, जब सर्किट तत्वों के प्रतिरोध या चालकता के कुछ भाग एक दूसरे की क्षतिपूर्ति करते हैं। कुछ सर्किटों में, यह तब होता है जब इनपुट और सर्किट के आउटपुट के बीच की बाधा लगभग शून्य होती है और सिग्नल ट्रांसफर फ़ंक्शन एकता के करीब होता है। इस मामले में, इस सर्किट का गुणवत्ता कारक बहुत महत्वपूर्ण है।

प्रतिध्वनि के संकेत:

1. प्रतिक्रियाशील वर्तमान शाखाओं के घटक एक दूसरे आईपीसी \u003d आईपीएल के बराबर हैं, एंटीपेज़ केवल तभी बनता है जब इनपुट पर शुद्ध सक्रिय ऊर्जा बराबर होती है;
2. व्यक्तिगत शाखाओं में करंट एक विशेष सर्किट के पूरे वर्तमान से अधिक होता है, जबकि शाखाएं चरण में होती हैं।

दूसरे शब्दों में, एक एसी सर्किट में अनुनाद एक विशेष आवृत्ति का अर्थ है, और प्रतिरोध, समाई और अधिष्ठापन के मूल्यों से निर्धारित होता है। अनुनाद धाराओं के दो प्रकार हैं:

1. लगातार;
2. समानांतर।

श्रृंखला प्रतिध्वनि के लिए, स्थिति सरल है और न्यूनतम प्रतिरोध और शून्य चरण की विशेषता है, इसका उपयोग प्रतिक्रियाशील सर्किट में किया जाता है, और इसका उपयोग ब्रंचेड सर्किट द्वारा भी किया जाता है। समानांतर अनुनाद, या RLC की अवधारणा, तब होती है जब आगमनात्मक और कैपेसिटिव डेटा परिमाण में बराबर होते हैं, लेकिन एक दूसरे को रद्द कर देते हैं क्योंकि वे 180 डिग्री अलग हैं। यह कनेक्शन हमेशा निर्दिष्ट मान के बराबर होना चाहिए। इसे व्यापक व्यावहारिक अनुप्रयोग प्राप्त हुआ है। तीव्र न्यूनतम प्रतिबाधा जो इसे प्रदर्शित करती है, कई विद्युत घरेलू उपकरणों के लिए फायदेमंद है। न्यूनतम की तीक्ष्णता प्रतिरोध की मात्रा पर निर्भर करती है।

आरएलसी (या सर्किट) सर्किट एक विद्युत सर्किट है जिसमें एक रोकनेवाला, एक प्रारंभ करनेवाला और श्रृंखला में या समांतर में संधारित्र होता है। आरएलसी समानांतर ऑसिलेटरी सर्किट को भौतिक मात्रा के लिए संक्षिप्त नाम से मिला, जो क्रमशः प्रतिरोध, प्रेरण और समाई हैं। सर्किट वर्तमान के लिए एक हार्मोनिक थरथरानवाला बनाता है। सर्किट में प्रेरित वर्तमान का कोई भी दोलन समय के साथ होता है, यदि स्रोत द्वारा निर्देशित कणों की गति को रोक दिया जाता है। इस अवरोधक प्रभाव को भिगोना कहा जाता है। प्रतिरोध की उपस्थिति भी शिखर गुंजयमान आवृत्ति को कम करती है। कुछ प्रतिरोध वास्तविक सर्किट में अपरिहार्य हैं, भले ही कोई भी प्रतिरोधक सर्किट में शामिल न हो।

आवेदन

लगभग सभी पावर इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग ऐसे ही एक ऑसिलेटरी सर्किट का उपयोग करते हैं, कहते हैं, एक बिजली ट्रांसफार्मर। इसके अलावा, एक टीवी, एक कैपेसिटिव जनरेटर, एक वेल्डिंग मशीन, एक रेडियो रिसीवर के संचालन को स्थापित करने के लिए सर्किट आवश्यक है, इसका उपयोग "प्रसारण" टेलीविजन प्रसारण एंटेना की तकनीक द्वारा किया जाता है, जहां आपको उपयोग की जाने वाली कुछ तरंगों की एक संकीर्ण आवृत्ति रेंज का चयन करने की आवश्यकता होती है। सेंसर को कम या उच्च आवृत्तियों को वितरित करने के लिए आरएलसी सर्किट का उपयोग बैंड-पास, नॉट फिल्टर के रूप में किया जा सकता है।

अनुनाद का उपयोग यहां तक \u200b\u200bकि सौंदर्य चिकित्सा (सूक्ष्म चिकित्सा) और बायोरेसोनेंस डायग्नोस्टिक्स द्वारा किया जाता है।

अनुनाद धाराओं का सिद्धांत

हम एक प्राकृतिक आवृत्ति पर एक गुंजयमान या दोलन सर्किट बना सकते हैं, कहते हैं, एक संधारित्र को बिजली देने के लिए, निम्नलिखित डायपर प्रदर्शनों के रूप में:

कंपन की दिशा के लिए स्विच जिम्मेदार होगा।

संधारित्र उस समय सभी वर्तमान को संग्रहीत करता है जब समय \u003d 0. सर्किट में उतार-चढ़ाव को एमीटर के साथ मापा जाता है।

दिशात्मक कण दाईं ओर चलते हैं। प्रारंभ करनेवाला संधारित्र से वर्तमान लेता है।

जब सर्किट की ध्रुवता अपने मूल रूप में वापस आती है, तो वर्तमान हीट एक्सचेंजर में फिर से लौटता है।

अब निर्देशित ऊर्जा संधारित्र में वापस जाती है, और सर्कल फिर से दोहराता है।

वास्तविक मिश्रित सर्किट सर्किट में, हमेशा कुछ प्रतिरोध होता है जो प्रत्येक सर्कल के साथ दिशात्मक कणों के आयाम को कम करने का कारण बनता है। प्लेटों की ध्रुवता में कई बदलावों के बाद, वर्तमान में 0. पर गिर जाता है। इस प्रक्रिया को साइनसोइडल क्षयकारी तरंग कहा जाता है। यह प्रक्रिया कितनी जल्दी होती है यह सर्किट में प्रतिरोध पर निर्भर करता है। हालांकि, प्रतिरोध साइन लहर की आवृत्ति को नहीं बदलता है। यदि प्रतिरोध काफी अधिक है, तो वर्तमान में उतार-चढ़ाव नहीं होगा।

एसी पदनाम का मतलब है कि जब यह बिजली की आपूर्ति को छोड़ देता है, तो ऊर्जा एक विशिष्ट आवृत्ति पर उतार-चढ़ाव करती है। प्रतिरोध में वृद्धि से वर्तमान आयाम का अधिकतम आकार कम हो जाता है, लेकिन इससे अनुनाद आवृत्ति (गुंजयमान) में परिवर्तन नहीं होता है। लेकिन एक मौजूदा वर्तमान प्रक्रिया बन सकती है। इसकी घटना के बाद, नेटवर्क में रुकावट संभव है।

अनुनाद सर्किट गणना

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इस घटना के लिए बहुत सावधानीपूर्वक गणना की आवश्यकता होती है, खासकर अगर समानांतर कनेक्शन का उपयोग किया जाता है। प्रौद्योगिकी में हस्तक्षेप से बचने के लिए, आपको विभिन्न सूत्रों का उपयोग करने की आवश्यकता है। वे संबंधित खंड से किसी भी भौतिकी समस्या को हल करने के लिए भी काम आएंगे।

सर्किट में शक्ति का मूल्य जानना बहुत महत्वपूर्ण है। अनुनाद सर्किट में विघटित औसत शक्ति को rms वोल्टेज और वर्तमान के रूप में व्यक्त किया जा सकता है:

R cf \u003d I 2 pin * R \u003d (V 2 pin / Z 2) * R

हालांकि, याद रखें कि अनुनाद पर पावर कारक cos 1 \u003d 1 है

अनुनाद सूत्र में निम्नलिखित रूप हैं:

/ 0 \u003d 1 / √L * C

प्रतिध्वनि पर शून्य प्रतिबाधा इस सूत्र का उपयोग करके निर्धारित की जाती है:

एफ रेस \u003d 1 / 2π √L * C

अनुनाद कंपन आवृत्ति को निम्नानुसार लगाया जा सकता है:

एफ \u003d 1/2 पी (एलसी) 0.5

कहां: एफ \u003d आवृत्ति

एल \u003d इंडक्शन

सी \u003d क्षमता

आमतौर पर, सर्किट तब तक दोलन नहीं करेगा जब तक कि प्रतिरोध (R) निम्न आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए पर्याप्त न हो:

आर \u003d 2 (एल / सी) 0.5

सटीक डेटा प्राप्त करने के लिए, आपको गणनाओं के परिणामस्वरूप प्राप्त मूल्यों को गोल नहीं करना चाहिए। कई भौतिक विज्ञानी सक्रिय वर्तमान वेक्टर आरेख नामक एक विधि का उपयोग करने की सलाह देते हैं। उपकरणों की सही गणना और समायोजन के साथ, आपको एसी में अच्छी बचत होगी।

प्रेरण एल, समाई सी और प्रतिरोध आर के साथ एक दोलन सर्किट में, मुफ्त विद्युत दोलन नम करते हैं। भिगोना से दोलनों को रोकने के लिए, समय-समय पर सर्किट को ऊर्जा के साथ फिर से भरना आवश्यक है, फिर मजबूर दोलन उत्पन्न होंगे जो क्षीणन नहीं करेंगे, क्योंकि बाहरी चर EMF अब सर्किट में दोलनों का समर्थन करेंगे।

यदि बाहरी बाहरी हार्मोनिक ईएमएफ के स्रोत के द्वारा दोलनों का समर्थन किया जाता है, तो जिस आवृत्ति की च के लिए दोलन सर्किट एफ के गुंजयमान आवृत्ति के करीब है, तो सर्किट में विद्युत दोलनों यू का आयाम तेजी से बढ़ेगा, अर्थात विद्युत अनुनाद घटना.

आइए हम पहले एसी सर्किट में कैपेसिटर सी के व्यवहार पर विचार करें। यदि एक संधारित्र सी जनरेटर से जुड़ा हुआ है, तो वोल्टेज यू जिसमें टर्मिनलों पर हार्मोनिक कानून के अनुसार बदलता है, तो संधारित्र प्लेटों पर चार्ज क्यू हार्मोनिक कानून के अनुसार बदल जाएगा, सर्किट में वर्तमान I की तरह। संधारित्र का बड़ा समाई, और हार्मोनिक ईएमएफ की आवृत्ति f जितनी अधिक होती है, उतना ही अधिक वर्तमान I।

यह तथ्य संधारित्र XC के तथाकथित समाई के विचार से संबंधित है, जो इसे बारी-बारी से चालू सर्किट में पेश करता है, वर्तमान को सक्रिय प्रतिरोध R के समान सीमित करता है, लेकिन सक्रिय प्रतिरोध की तुलना में, संधारित्र गर्मी के रूप में ऊर्जा को नष्ट नहीं करता है।

यदि सक्रिय प्रतिरोध ऊर्जा को नष्ट कर देता है, और इस प्रकार वर्तमान को सीमित कर देता है, तो संधारित्र वर्तमान को सीमित करता है क्योंकि उसके पास जनरेटर से अधिक आवेश को समायोजित करने का समय नहीं होता है, एक अवधि के एक चौथाई में, इसके अलावा, एक अवधि के अगले तिमाही में, संधारित्र ऊर्जा को बंद कर देता है, जो अपने ढांकता हुआ के विद्युत क्षेत्र में जमा हो गया है, जनरेटर के पास, यानी, हालांकि वर्तमान सीमित है, ऊर्जा का प्रसार नहीं किया जाता है (हम तारों और ढांकता हुआ में नुकसान की उपेक्षा करेंगे)।

अब एक वैकल्पिक चालू सर्किट में इंडक्शन एल के व्यवहार पर विचार करें। यदि, संधारित्र के बजाय, अधिष्ठापन एल के साथ एक कुंडल जनरेटर से जुड़ा हुआ है, तो जब एक साइनसॉइडल (हार्मोनिक) ईएमएफ को जनरेटर से कुंडल टर्मिनलों तक आपूर्ति की जाती है, तो यह दिखाई देना शुरू हो जाएगा आत्म-प्रेरण का ई.एम.एफ., क्योंकि जब अधिष्ठापन के माध्यम से करंट बदलता है, तो कॉइल का बढ़ता हुआ चुंबकीय क्षेत्र करंट (लेनज़ के नियम) की वृद्धि को रोकता है, अर्थात, यह पता चलता है कि कुंडल एसी सर्किट में आगमनात्मक प्रतिरोध एक्सएल का परिचय देता है - तार के प्रतिरोध के लिए अतिरिक्त।

किसी दिए गए कॉइल का इंडक्शन अधिक होता है, और जेनरेटर करंट की फ्रिक्वेंसी F जितनी अधिक होती है, उतना ही इंडक्टिव रेजिस्टेंस XL और कम I होता है, क्योंकि करंट को स्थापित होने में समय नहीं लगता है, क्योंकि कॉइल के सेल्फ-इंडक्शन की EMF इसमें हस्तक्षेप करती है। और अवधि के हर तिमाही में, कुंडल के चुंबकीय क्षेत्र में जमा हुई ऊर्जा जनरेटर को लौटती है (हम अब के लिए तारों में नुकसान की उपेक्षा करेंगे)।

किसी भी वास्तविक दोलन सर्किट में, अधिष्ठापन एल, कैपेसिटेंस सी और सक्रिय प्रतिरोध आर श्रृंखला में जुड़े हुए हैं।

इंडक्शन और कैपेसिटेंस स्रोत के हार्मोनिक ईएमएफ की अवधि के हर तिमाही में विपरीत तरीके से वर्तमान पर कार्य करते हैं: संधारित्र प्लेटों पर, हालांकि वर्तमान घटता है, और जैसा कि अधिष्ठापन के माध्यम से वर्तमान बढ़ता है, वर्तमान, हालांकि यह आगमनात्मक प्रतिरोध का अनुभव करता है, बढ़ता है और बनाए रखा जाता है।

और डिस्चार्ज के दौरान: कैपेसिटर का डिस्चार्ज करंट पहले बड़े स्तर पर होता है, इसकी प्लेट्स पर वोल्टेज एक बड़े करंट को स्थापित करता है, और इंडक्शन चालू में वृद्धि को रोकता है, और बड़ा इंडक्शन होने पर, डिस्चार्ज करंट कम होगा। इस मामले में, सक्रिय प्रतिरोध आर विशुद्ध रूप से सक्रिय नुकसान का परिचय देता है। वह है, L, C और R का प्रतिबाधा Z, श्रंखला में एक श्रोत आवृत्ति f से जुड़ा होगा:

प्रत्यावर्ती धारा के लिए ओम के नियम से यह स्पष्ट है कि मजबूर दोलनों का आयाम EMF के आयाम के आनुपातिक है और आवृत्ति पर निर्भर करता है। सर्किट का कुल प्रतिरोध सबसे छोटा होगा, और वर्तमान का आयाम सबसे बड़ा होगा, बशर्ते कि किसी दिए गए आवृत्ति पर आगमनात्मक प्रतिरोध और कैपेसिटिव एक दूसरे के बराबर होते हैं, इस मामले में, प्रतिध्वनि होगी। यहीं से इसकी व्युत्पत्ति भी हुई ऑसिलेटिंग सर्किट के गुंजयमान आवृत्ति के लिए सूत्र:

जब ईएमएफ स्रोत, समाई, अधिष्ठापन और प्रतिरोध एक दूसरे के साथ श्रृंखला में जुड़े होते हैं, तो ऐसे सर्किट में अनुनाद को श्रृंखला अनुनाद या वोल्टेज प्रतिध्वनि कहा जाता है। स्रोत के ईएमएफ की तुलना में वोल्टेज अनुनाद की एक विशिष्ट विशेषता समाई और अधिष्ठापन पर महत्वपूर्ण वोल्टेज है।

इस तस्वीर का कारण स्पष्ट है। सक्रिय प्रतिरोध पर, ओम के नियम के अनुसार, एक यूटी पर कैपेसिटेंस यूसी पर एक वोल्टेज यूआर होगा, और यूसी के यूआर के अनुपात को बनाने के बाद, हम गुणवत्ता कारक का मान पा सकते हैं। कैपेसिटेंस के पार वोल्टेज उस स्रोत के ईएमएफ की तुलना में क्यू गुना अधिक होगा, उसी वोल्टेज को लागू करने के लिए लागू किया जाएगा।

यही है, वोल्टेज प्रतिध्वनि क्यू के एक कारक द्वारा प्रतिक्रियाशील तत्वों पर वोल्टेज में वृद्धि की ओर जाता है, और गुंजयमान धारा स्रोत के ईएमएफ, इसके आंतरिक प्रतिरोध और सर्किट आर के सक्रिय प्रतिरोध द्वारा सीमित होगी। इस प्रकार, गुंजयमान आवृत्ति पर श्रृंखला सर्किट का प्रतिरोध न्यूनतम है।

वोल्टेज अनुनाद की घटना का उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, यदि संचरित संकेत से एक निश्चित आवृत्ति के वर्तमान घटक को खत्म करना आवश्यक है, तो श्रृंखला में जुड़े संधारित्र और अधिष्ठापन की एक श्रृंखला रिसीवर के समानांतर में रखी गई है, ताकि इस एलसी श्रृंखला की प्रतिध्वनि आवृत्ति वर्तमान इसके माध्यम से बंद हो जाए और रिसीवर को न मिले। ...

फिर एलसी-चेन के गुंजयमान आवृत्ति से दूर आवृत्ति की धाराएं बिना बाधा के भार में गुजरेंगी, और आवृत्ति में प्रतिध्वनि के करीब केवल धाराओं को नियंत्रण रेखा के माध्यम से खुद को सबसे छोटा रास्ता मिलेगा।

या ठीक इसके विपरीत। यदि एक निश्चित आवृत्ति के केवल एक वर्तमान को पारित करना आवश्यक है, तो एलसी-चेन श्रृंखला में रिसीवर से जुड़ा हुआ है, तो श्रृंखला के गुंजयमान आवृत्ति पर संकेत घटक लगभग बिना नुकसान के लोड से गुजरेंगे, और प्रतिध्वनि से दूर आवृत्तियां दृढ़ता से कमजोर हो जाएंगी और हम कह सकते हैं कि उन्हें भार बिल्कुल नहीं मिलेगा। यह सिद्धांत रेडियो रिसीवर पर लागू होता है, जहां वांछित रेडियो स्टेशन की कड़ाई से परिभाषित आवृत्ति प्राप्त करने के लिए एक ट्यून करने योग्य ऑसिलेटरी सर्किट को ट्यून किया जाता है।

सामान्य तौर पर, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में वोल्टेज अनुनाद एक अवांछनीय घटना है, क्योंकि यह ओवरवॉल्टेज और उपकरण विफलता का कारण बनता है।

एक सरल उदाहरण एक लंबी केबल लाइन है, जो किसी कारण से लोड से जुड़ा नहीं है, लेकिन एक ही समय में एक मध्यवर्ती ट्रांसफार्मर द्वारा संचालित होता है। एक वितरित समाई और अधिष्ठापन के साथ ऐसी रेखा, यदि इसकी गुंजयमान आवृत्ति आपूर्ति नेटवर्क की आवृत्ति के साथ मेल खाती है, तो बस टूट जाएगी और विफल हो जाएगी। आकस्मिक वोल्टेज प्रतिध्वनि से केबलों को नुकसान को रोकने के लिए, एक सहायक लोड लागू किया जाता है।

लेकिन कभी-कभी वोल्टेज प्रतिध्वनि हमारे हाथों में खेलती है और न केवल रेडियो में। उदाहरण के लिए, ऐसा होता है कि ग्रामीण क्षेत्रों में, नेटवर्क में वोल्टेज अप्रत्याशित रूप से गिर गया है, और मशीन को कम से कम 220 वोल्ट का वोल्टेज चाहिए। इस मामले में, वोल्टेज प्रतिध्वनि की घटना बचाता है।

यह मशीन के साथ श्रृंखला में प्रति चरण कई कैपेसिटर को चालू करने के लिए पर्याप्त है (यदि इसमें ड्राइव एक अतुल्यकालिक मोटर है), और इस प्रकार स्टेटर वाइंडिंग पर वोल्टेज बढ़ जाएगा।

यहां कैपेसिटर की सही संख्या का चयन करना महत्वपूर्ण है ताकि वे नेटवर्क में वोल्टेज ड्रॉप के घुमावदार प्रतिरोध के साथ एक साथ अपने कैपेसिटिव प्रतिरोध के साथ सटीक रूप से क्षतिपूर्ति करें, अर्थात् सर्किट को प्रतिध्वनि के करीब लाकर, आप लोड किए गए वोल्टेज को लोड के तहत भी बढ़ा सकते हैं।

जब ईएमएफ स्रोत, समाई, अधिष्ठापन और प्रतिरोध एक दूसरे के साथ समानांतर में जुड़े होते हैं, तो ऐसे सर्किट में प्रतिध्वनि को समानांतर अनुनाद या धाराओं की प्रतिध्वनि कहा जाता है। स्रोत की तुलना में धाराओं के अनुनाद की एक विशिष्ट विशेषता समाई और अधिष्ठापन के माध्यम से महत्वपूर्ण धाराएं हैं।

इस तस्वीर का कारण स्पष्ट है। ओम के नियम के अनुसार सक्रिय प्रतिरोध के माध्यम से धारा यू / आरसी के बराबर होगी, कैपेसिटेंस यू / एक्ससी के माध्यम से, इंडक्शन यू / एक्सएल के माध्यम से, और आईएल से आई के अनुपात की गणना करके, आप गुणवत्ता कारक का मूल्य पा सकते हैं। इंडक्शन के माध्यम से वर्तमान स्रोत वर्तमान की तुलना में क्यू गुना अधिक होगा, वही। करंट संधारित्र के भीतर और बाहर हर आधी अवधि को प्रवाहित करेगा।

यही है, धाराओं की प्रतिध्वनि क्यू के एक कारक द्वारा प्रतिक्रियाशील तत्वों के माध्यम से वर्तमान में वृद्धि की ओर जाता है, और गुंजयमान ईएमएफ स्रोत के ईएमएफ द्वारा सीमित किया जाएगा, इसके आंतरिक प्रतिरोध और सर्किट आर के सक्रिय प्रतिरोध। इस प्रकार, गुंजयमान आवृत्ति पर, समानांतर ओसीलेटरल सर्किट का प्रतिरोध अधिकतम है।

वोल्टेज अनुनाद के समान, वर्तमान अनुनाद का उपयोग विभिन्न फिल्टर में किया जाता है। लेकिन सर्किट से जुड़ा हुआ है, समानांतर सर्किट धारावाहिक एक के मामले में विपरीत तरीके से कार्य करता है: लोड के समानांतर में स्थापित, समानांतर ऑसिलेटरी सर्किट, सर्किट के गुंजयमान आवृत्ति के वर्तमान को लोड में पारित करने की अनुमति देगा, क्योंकि सर्किट का प्रतिरोध अपने स्वयं के गुंजयमान आवृत्ति पर अधिकतम है।

लोड के साथ श्रृंखला में स्थापित, समानांतर ऑसिलेटरी सर्किट गुंजयमान आवृत्ति संकेत को पारित नहीं करेगा, चूंकि सभी वोल्टेज सर्किट पर छोड़ देंगे, और लोड में गुंजयमान आवृत्ति संकेत का एक छोटा सा अंश होगा।

तो, रेडियो इंजीनियरिंग में धाराओं के प्रतिध्वनि का मुख्य अनुप्रयोग ट्यूब जनरेटर और उच्च आवृत्ति एम्पलीफायरों में एक निश्चित आवृत्ति के एक वर्तमान के लिए एक बड़े प्रतिरोध का निर्माण है।

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में, वर्तमान अनुनाद का उपयोग भार के एक उच्च शक्ति कारक को प्राप्त करने के लिए किया जाता है जिसमें महत्वपूर्ण प्रेरक और कैपेसिटिव घटक होते हैं।

उदाहरण के लिए, वे एसिंक्रोनस मोटर्स और ट्रांसफॉर्मर की विंडिंग के साथ समानांतर में जुड़े कैपेसिटर हैं जो रेटेड नीचे लोड के तहत काम कर रहे हैं।

इस तरह के समाधानों को धाराओं (समानांतर प्रतिध्वनि) की प्रतिध्वनि प्राप्त करने के लिए सटीक रूप से सहारा लिया जाता है, जब उपकरण का प्रेरक प्रतिरोध नेटवर्क आवृत्ति पर जुड़े कैपेसिटर के समाई के बराबर बनाया जाता है ताकि प्रतिक्रियाशील ऊर्जा कैपेसिटर और उपकरण के बीच घूमती है, और उपकरण और नेटवर्क के बीच नहीं; ताकि नेटवर्क ऊर्जा तभी दे जब उपकरण लोड हो और सक्रिय बिजली की खपत हो।

जब उपकरण निष्क्रिय होता है, तो नेटवर्क गुंजयमान सर्किट (बाहरी कैपेसिटर और उपकरणों की प्रेरण) के साथ समानांतर में जुड़ा हुआ है, जो नेटवर्क के लिए एक बहुत ही उच्च जटिल प्रतिबाधा प्रस्तुत करता है और इसे कम करने की अनुमति देता है।

भौतिकी में प्रतिध्वनि एक घटना है जिसमें प्रणाली के दोलनों का आयाम तेजी से बढ़ता है। यह तब होता है जब प्राकृतिक और बाहरी परेशान आवृत्तियों का संयोग होता है। यांत्रिकी में, एक उदाहरण एक घड़ी का पेंडुलम है। यह व्यवहार इलेक्ट्रिकल सर्किट के लिए भी विशिष्ट है जिसमें सक्रिय, प्रेरक और कैपेसिटिव लोड के तत्व शामिल हैं। धाराओं और वोल्टेज की प्रतिध्वनि बहुत महत्वपूर्ण है, इस घटना ने रेडियो संचार और औद्योगिक बिजली आपूर्ति के रूप में विज्ञान के ऐसे क्षेत्रों में आवेदन पाया है।

क्षेत्र और सिद्धांत

सर्किट में होने वाली प्रक्रियाओं के अर्थ को समझने के लिए, जिसमें इंडिकेटर्स, कैपेसिटर और सक्रिय प्रतिरोध शामिल हैं, किसी को सबसे सरल ऑसिलेटरी सर्किट की योजना पर विचार करना चाहिए। जिस प्रकार एक साधारण पेंडुलम बारी-बारी से ऊर्जा को गतिज अवस्था से स्थानांतरित करता है, आरसीएल-श्रृंखला में विद्युत आवेश संधारित्र में संचित होकर अधिष्ठापन में प्रवाहित हो जाता है। उसके बाद, प्रक्रिया विपरीत दिशा में जाती है, और सब कुछ खत्म हो जाता है। इस मामले में, वेक्टर आरेख निम्नानुसार है: कैपेसिटिव लोड वर्तमान एक कोण the / 2 द्वारा वोल्टेज दिशा से आगे है, आगमनात्मक लोड उसी कोण से पीछे रहता है, और सक्रिय लोड चरण में है। परिणामी वेक्टर में ग्रीक पत्र has द्वारा निरूपित abscissa के संबंध में एक ढलान है। प्रत्यावर्ती धारा परिपथ में प्रतिध्वनि तब होती है जब क्रमशः 0 \u003d 0, cos Transl \u003d 1. गणित की भाषा से अनुवादित, इस गणना का अर्थ है कि चरण में सभी तत्वों से गुजरने वाला विद्युत परिपथ के सक्रिय घटक में करंट के साथ मेल खाता है।

बिजली आपूर्ति प्रणालियों में व्यावहारिक अनुप्रयोग

सिद्धांत रूप में, ये सभी गणना समझ में आती हैं, लेकिन व्यावहारिक प्रश्नों के लिए उनका क्या मतलब है? बहुत सारी चीज! हर कोई जानता है कि किसी भी सर्किट में उपयोगी कार्य शक्ति के सक्रिय घटक द्वारा किया जाता है। इसी समय, अधिकांश ऊर्जा खपत का हिसाब इलेक्ट्रिक मोटर्स द्वारा किया जाता है, जिनमें से किसी भी उद्यम में कई होते हैं, और उनके डिजाइन में वाइंडिंग होते हैं, जो एक प्रेरक भार होते हैं और एक कोण बनाते हैं। जो शून्य से अलग होता है। धाराओं को प्रतिध्वनित करने के लिए, अभिक्रियाओं के लिए क्षतिपूर्ति करना आवश्यक है ताकि उनकी वेक्टर राशि शून्य हो जाए। व्यवहार में, यह एक संधारित्र को चालू करके प्राप्त किया जाता है, जो वर्तमान वेक्टर में विपरीत बदलाव पैदा करता है।

रेडियो रिसीवर में धाराओं की प्रतिध्वनि

धाराओं की प्रतिध्वनि में एक और, रेडियो इंजीनियरिंग अनुप्रयोग है। ऑसिलेटिंग सर्किट, जो प्रत्येक प्राप्त डिवाइस का आधार बनाता है, इसमें एक प्रारंभ करनेवाला और एक संधारित्र होता है। विद्युत समाई के मूल्य को अलग-अलग करने से, यह प्राप्त करना संभव है कि आवश्यक वाहक आवृत्ति के साथ सिग्नल चुनिंदा रूप से प्राप्त होगा, और एंटीना द्वारा प्राप्त शेष सभी-लहर घटक, जिसमें हस्तक्षेप भी शामिल है, को दबा दिया जाएगा। व्यवहार में, ऐसा चर संधारित्र प्लेटों के दो सेटों की तरह दिखता है, जिनमें से एक, रोटेशन के दौरान, विद्युत समाई को बढ़ाता या घटाता है। यह धाराओं की एक प्रतिध्वनि पैदा करता है, और रेडियो रिसीवर को वांछित आवृत्ति पर ट्यून किया जाता है।

यदि सर्किट के प्राकृतिक दोलनों की आवृत्ति बाहरी बल में परिवर्तन की आवृत्ति के साथ मेल खाती है, तो पुनर्जीवन की घटना होती है। विद्युत दोलन सर्किट में, एक बाहरी आवधिक बल की भूमिका एक जनरेटर द्वारा निभाई जाती है, जो हार्मोनिक कानून के अनुसार इलेक्ट्रोमोटिव बल में परिवर्तन प्रदान करता है:

जबकि प्राकृतिक विद्युत चुम्बकीय दोलन एक आवृत्ति के साथ एक सर्किट में होते हैं osc के बारे में। यदि सर्किट का सक्रिय प्रतिरोध छोटा है, तो दोलनों की प्राकृतिक आवृत्ति सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है:

जबर्दस्ती दोलनों (या संधारित्र के पार वोल्टेज) के दौरान मौजूदा ताकत अधिकतम मूल्य तक पहुंचनी चाहिए जब बाहरी ईएमएफ (1) की आवृत्ति दोलन सर्किट की प्राकृतिक आवृत्ति के बराबर होती है:

विद्युत दोलन सर्किट में प्रतिध्वनि, जब सर्किट में दोलन की प्राकृतिक आवृत्ति और बाह्य ईएमएफ संयोग होता है, तो वर्तमान प्रवाह में उतार-चढ़ाव के दबाव में वृद्धि होती है। अनुनाद पर इस तरह के बदलाव सैकड़ों गुना के मूल्यों तक पहुंच सकते हैं।

एक वास्तविक दोलन सर्किट में, सर्किट में आयाम दोलनों की स्थापना तुरंत नहीं होती है। अनुनाद पर अधिकतम उच्च और तेज प्राप्त होता है, सक्रिय प्रतिरोध कम और सर्किट का अधिक से अधिक प्रेरण:। सक्रिय प्रतिरोध आर सर्किट में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। वास्तव में, यह इस प्रतिरोध की उपस्थिति है जो विद्युत क्षेत्र की ऊर्जा को कंडक्टर की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है (कंडक्टर गर्म होता है)। इससे पता चलता है कि इलेक्ट्रिक ऑसिलेटरी सर्किट में अनुनाद को कम सक्रिय प्रतिरोध पर स्पष्ट रूप से उच्चारण किया जाना चाहिए। इस मामले में, आयाम दोलनों की स्थापना धीरे-धीरे होती है। इसलिए, वर्तमान उतार-चढ़ाव का आयाम तब तक बढ़ जाता है जब तक कि अवरोधक पर अवधि के दौरान जारी ऊर्जा इस समय के दौरान सर्किट को आपूर्ति की गई ऊर्जा के बराबर नहीं होती है। इसलिए R → 0 पर, करंट का गुंजयमान मूल्य तेजी से बढ़ता है। जबकि सक्रिय प्रतिरोध में वृद्धि के साथ, वर्तमान ताकत का अधिकतम मूल्य कम हो जाता है, और आर के बड़े मूल्यों पर अनुनाद के बारे में बात करने का कोई मतलब नहीं है।

चित्र: 2. ईएमएफ आवृत्ति पर संधारित्र भर में वोल्टेज आयाम की निर्भरता:

1 - सर्किट आर 1 के प्रतिरोध के साथ प्रतिध्वनि वक्र;
2 - सर्किट प्रतिरोध R2 पर प्रतिध्वनि वक्र;

3 - सर्किट प्रतिरोध R3 के साथ अनुनाद वक्र

विद्युत संचार की घटना का व्यापक रूप से रेडियो संचार में उपयोग किया जाता है। विभिन्न ट्रांसमीटर स्टेशनों से रेडियो तरंगें रेडियो रिसीवर के एंटीना में विभिन्न आवृत्तियों की बारी-बारी से धाराओं को उत्तेजित करती हैं, क्योंकि प्रत्येक प्रसारण रेडियो स्टेशन अपनी आवृत्ति पर संचालित होता है।
एक ऑसिलेटरी सर्किट सीधे एंटीना से जुड़ा होता है। विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के कारण, इसी आवृत्तियों के चर ईएमएफ और लूप कॉइल में समान आवृत्तियों की वर्तमान ताकत के दोलनों को मजबूर किया जाता है। लेकिन केवल अनुनाद पर, सर्किट में वर्तमान में उतार-चढ़ाव और सर्किट पर वोल्टेज महत्वपूर्ण होगा। इसलिए, ऐन्टेना में उत्तेजित सभी आवृत्तियों में, सर्किट केवल दोलनों का चयन करता है जिनकी आवृत्ति सर्किट की प्राकृतिक आवृत्ति के बराबर होती है। सर्किट को वांछित आवृत्ति के लिए ट्यूनिंग ω0 आमतौर पर संधारित्र के समाई को बदलकर किया जाता है।

कुछ मामलों में, विद्युत परिपथ में प्रतिध्वनि हानिकारक हो सकती है। इसलिए, यदि सर्किट को अनुनाद स्थितियों के तहत काम करने के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है, तो प्रतिध्वनि की घटना से दुर्घटना हो सकती है: उच्च वोल्टेज इन्सुलेशन इन्सुलेशन के लिए नेतृत्व करेंगे। इस तरह की दुर्घटनाएं अक्सर 19 वीं शताब्दी में हुईं, जब लोगों को विद्युत दोलनों के नियमों का खराब विचार था और यह नहीं पता था कि विद्युत सर्किटों की गणना कैसे करें।

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अनुनाद। इसका आवेदन

विद्युत दोलन सर्किट में अनुनाद कहा जाता है कि जबर्दस्ती की मौजूदा आवृत्ति के आयाम में तेज वृद्धि की घटना को कहा जाता है, जब बाहरी वैकल्पिक वोल्टेज की आवृत्ति दोलन सर्किट की प्राकृतिक आवृत्ति के साथ मेल खाती है।

अनुनाद वोल्टेज विद्युत चिकित्सा

अनुनाद का उपयोग करना

चिकित्सा में

चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग, या इसके संक्षिप्त नाम MRI, को विकिरण निदान के सबसे विश्वसनीय तरीकों में से एक माना जाता है। शरीर की स्थिति की जांच करने के लिए इस विधि का उपयोग करने का स्पष्ट लाभ यह है कि यह विकिरण विकिरण नहीं है और शरीर के मांसपेशियों और आर्टिकुलर सिस्टम की जांच करते समय काफी सटीक परिणाम देता है, रीढ़ और केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के विभिन्न रोगों के निदान के लिए एक उच्च संभावना के साथ मदद करता है।

परीक्षा प्रक्रिया अपने आप में काफी सरल और बिल्कुल दर्द रहित है - जो कुछ भी आप सुनते हैं वह सिर्फ जोर से शोर है, लेकिन यह हेडफ़ोन द्वारा अच्छी तरह से संरक्षित है कि डॉक्टर आपको प्रक्रिया से पहले देगा। केवल दो प्रकार की असुविधाएँ हैं जिन्हें टाला नहीं जा सकता। सबसे पहले, यह उन लोगों पर लागू होता है जो सीमित स्थानों से डरते हैं - निदान रोगी एक क्षैतिज बिस्तर पर लेट जाता है और स्वचालित रिले उसे एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र के साथ एक संकीर्ण ट्यूब के अंदर ले जाती है, जहां वह लगभग 20 मिनट तक रहता है। निदान के दौरान, आपको परिणामों को यथासंभव सटीक रूप से प्राप्त करने के लिए स्थानांतरित नहीं करना चाहिए। छोटे श्रोणि के अध्ययन में प्रतिध्वनि इमेजिंग के कारण होने वाली दूसरी असुविधा पूर्ण मूत्राशय की आवश्यकता है।

यदि आपके प्रियजन निदान के दौरान उपस्थित होना चाहते हैं, तो उन्हें एक सूचना दस्तावेज पर हस्ताक्षर करने की आवश्यकता होती है, जिसके अनुसार वे निदान कार्यालय में आचरण के नियमों से परिचित हैं और एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र के पास होने के लिए कोई मतभेद नहीं हैं। एमआरआई नियंत्रण कक्ष में होने की असंभवता का एक कारण शरीर में विदेशी धातु घटकों की उपस्थिति है।

उपयोगरेडियो संचार में प्रतिध्वनि का उपयोग

विद्युत संचार की घटना का व्यापक रूप से रेडियो संचार में उपयोग किया जाता है। विभिन्न ट्रांसमीटर स्टेशनों से रेडियो तरंगें रेडियो रिसीवर के एंटीना में विभिन्न आवृत्तियों की बारी-बारी से धाराओं को उत्तेजित करती हैं, क्योंकि प्रत्येक प्रसारण रेडियो स्टेशन अपनी आवृत्ति पर संचालित होता है। एक ऑसिलेटरी सर्किट एंटीना (छवि 4.20) से सीधे जुड़ा हुआ है। विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के परिणामस्वरूप, इसी आवृत्तियों के चर ईएमएफ और लूप कॉइल में समान आवृत्तियों की वर्तमान ताकत के दोलनों को मजबूर किया जाता है। लेकिन केवल अनुनाद पर, सर्किट में वर्तमान के दोलनों और इसमें वोल्टेज महत्वपूर्ण होगा, अर्थात, एंटीना में उत्साहित विभिन्न आवृत्तियों के दोलनों से, सर्किट केवल उन लोगों का चयन करता है जिनकी आवृत्ति इसकी प्राकृतिक आवृत्ति के बराबर होती है। लूप को वांछित आवृत्ति पर ट्यूनिंग आमतौर पर संधारित्र के समाई को बदलकर किया जाता है। यह आमतौर पर एक विशिष्ट रेडियो स्टेशन के लिए रेडियो ट्यूनिंग के होते हैं। विद्युत सर्किट में प्रतिध्वनि की संभावना को ध्यान में रखने की आवश्यकता। कुछ मामलों में, विद्युत परिपथ में प्रतिध्वनि बहुत हानिकारक हो सकती है। यदि अनुनाद स्थितियों के तहत सर्किट को संचालित करने के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है, तो अनुनाद के परिणामस्वरूप दुर्घटना हो सकती है।

अत्यधिक धाराएं तारों को गर्म कर सकती हैं। बड़े वोल्टेज से इंसुलेशन ब्रेकडाउन होता है।

इस तरह की दुर्घटनाएं अक्सर हाल ही में हुईं, जब उनके पास विद्युत दोलनों के नियमों का खराब विचार था और यह नहीं जानता था कि विद्युत सर्किटों की सही गणना कैसे करें।

मजबूर विद्युत चुम्बकीय दोलनों के साथ, प्रतिध्वनि संभव है - वर्तमान और वोल्टेज के दोलनों के आयाम में तेज वृद्धि जब बाहरी वैकल्पिक वोल्टेज की आवृत्ति दोलनों की प्राकृतिक आवृत्ति के साथ मेल खाती है। सभी रेडियो संचार प्रतिध्वनि की घटना पर आधारित है।

वोल्टेज प्रतिध्वनि

विद्युत वोल्टेज की प्रतिध्वनि की घटना एक संधारित्र (संधारित्र), एक अधिष्ठापन और एक प्रतिरोधक (प्रतिरोध) से युक्त श्रृंखला दोलक सर्किट के सर्किट में देखी जाती है। ऑसिलेटिंग सर्किट की ऊर्जा फीडिंग प्रदान करने के लिए, इलेक्ट्रोमोटिव बल ई का एक स्रोत भी श्रृंखला सर्किट में शामिल है। स्रोत एक आवृत्ति डब्ल्यू के साथ एक वैकल्पिक वोल्टेज उत्पन्न करता है। अनुनाद पर, श्रृंखला सर्किट में मौजूदा परिसंचारी ईएमएफ के साथ चरण में होना चाहिए। ई। यह सुनिश्चित किया जाता है यदि सर्किट Z \u003d R + J (WL - 1 / WС) का कुल प्रतिरोध केवल सक्रिय है, अर्थात। जेड \u003d आर। समानता:

(L - 1 / WС) \u003d 0 (1),

एक दोलन सर्किट में अनुनाद के लिए एक गणितीय स्थिति है। इस स्थिति में, सर्किट में करंट का मान I \u003d E / R होगा। यदि हम समानता (1) को बदलते हैं, तो हम प्राप्त करते हैं:

इस अभिव्यक्ति में, डब्ल्यू - सर्किट की गुंजयमान आवृत्ति है।

यह महत्वपूर्ण है कि अनुनाद की वोल्टेज में प्रारंभ करनेवाला के पार वोल्टेज संधारित्र के पार वोल्टेज के बराबर है और है:

UL \u003d U \u003d WL * I \u003d WLE / R

प्रेरण और समाई (चुंबकीय और विद्युत क्षेत्र) में ऊर्जा का कुल योग निरंतर है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि इन क्षेत्रों के बीच ऊर्जा का कंपन विनिमय होता है। किसी भी क्षण इसकी कुल राशि अपरिवर्तित है। इस स्थिति में, इसके स्रोत E और श्रृंखला के बीच ऊर्जा का आदान-प्रदान नहीं होता है। इसके बजाय, एक प्रकार की ऊर्जा का दूसरे में निरंतर परिवर्तन होता है।

ऑसिलेटरी सर्किट के लिए, क्यू-फैक्टर शब्द का उपयोग किया जाता है, जो दर्शाता है कि प्रतिक्रियाशील तत्व (कैपेसिटेंस या इंडक्शन) के पार वोल्टेज और सर्किट के इनपुट वोल्टेज कैसे संबंधित हैं। गुणवत्ता कारक की गणना सूत्र द्वारा की जाती है:

शून्य प्रतिरोध के साथ एक आदर्श श्रृंखला सर्किट के लिए, अनुनाद की शुरुआत निरंतर दोलनों के साथ होती है। व्यवहार में, दोलन की भिगोना को एक गुंजयमान आवृत्ति के साथ एक थरथरानवाला से सर्किट को खिलाने के लिए मुआवजा दिया जाता है।

वोल्टेज प्रतिध्वनि का अनुप्रयोग

रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स में कंपन अनुनाद की घटना का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। विशेष रूप से, किसी भी रेडियो रिसीवर का इनपुट सर्किट एक समायोज्य दोलन सर्किट है। इसके गुंजयमान आवृत्ति, संधारित्र के समाई को समायोजित करके संशोधित किया जाता है, प्राप्त करने के लिए रेडियो स्टेशन सिग्नल की आवृत्ति के साथ मेल खाता है।

इलेक्ट्रिक पावर उद्योग में, ओवरवोल्टेज के साथ वोल्टेज के प्रतिध्वनि की घटना अवांछनीय परिणामों से भरा है। उदाहरण के लिए, यदि एक लंबी केबल लाइन (जो वितरित समाई और अधिष्ठापन के साथ एक दोलन सर्किट है) एक जनरेटर या एक मध्यवर्ती ट्रांसफार्मर से जुड़ा है और प्राप्त अंत में लोड से जुड़ा नहीं है (इसे नो-लोड मोड कहा जाता है), संपूर्ण सर्किट एक अनुनाद स्थिति में हो सकता है। ऐसी स्थिति में, सर्किट के कुछ हिस्सों में उत्पन्न होने वाले तनाव गणना वाले लोगों की तुलना में अधिक हो सकते हैं। इससे केबल इन्सुलेशन के टूटने और इसकी विफलता का खतरा हो सकता है। सहायक लोड का उपयोग करके इस स्थिति को रोका जाता है।

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