Колебательный LC контур: определение, принцип действия, расчет
Сегодня нас интересует простейший колебательный контур, его принцип работы и применение.
За полезной информацией по другим темам переходите на наш телеграм-канал.
Колебания – процесс, повторяющийся во времени, характеризуется изменением параметров системы около точки равновесия.
Первое, что приходит на ум – это механические колебания математического или пружинного маятников. Но ведь колебания бывают и электромагнитными.
По определению колебательный контур (или LC-контур) – это электрическая цепь, в которой происходят свободные электромагнитные колебания.
Такой контур представляет собой электрическую цепь, состоящую из катушки индуктивностью L и конденсатора емкостью C. Соединены эти два элемента могут быть лишь двумя способами – последовательно и параллельно.
Кстати! Для всех наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы.
Кстати! Для всех наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы.
Принцип действия колебательного контура
Давайте рассмотрим пример, когда сначала мы заряжаем конденсатор и замыкаем цепь. После этого в цепи начинает течь синусоидальный электрический ток. Конденсатор разряжается через катушку. В катушке при протекании через нее тока возникает ЭДС самоиндукции, направленная в сторону, противоположную току конденсатора.
Разрядившись окончательно, конденсатор благодаря энергии ЭДС катушки, которая в этот момент будет максимальна, начнет заряжаться вновь, но только в обратной полярности.
Колебания, которые происходят в контуре – свободные затухающие колебания. То есть без дополнительной подачи энергии колебания в любом реальном колебательном контуре рано или поздно прекратятся, как и любые колебания в природе.
Это обусловлено тем, что контур состоит из реальных материалов (конденсатор, катушка, провода), обладающих таким свойством, как электрическое сопротивление, и потери энергии в реальном колебательном контуре неизбежны. В противном случае это нехитрое устройство могло бы стать вечным двигателем, существование которого, как известно, невозможно.
Еще одна важная характеристика LC-контура – добротность Q. Добротность определяет амплитуду резонанса и показывает, во сколько раз запасы энергии в контуре превышают потери энергии за один период колебаний. Чем выше добротность системы, тем медленнее будут затухать колебания.
Резонанс LC-контура
Электромагнитные колебания в LC-контуре происходят с определенной частотой, которая называется резонансной Подробнее про резонанс – в нашей отдельной статье. Частоту колебаний можно менять, варьируя такие параметры контура, как емкость конденсатора C, индуктивность катушки L, сопротивление резистора R (для LCR-контура).
Как рассчитать резонансную частоту колебательного контура? Очень просто! Приведем окончательную формулу:
Применение колебательного контура
Колебательный контур широко применяется на практике. На его основе строятся частотные фильтры, без него не обходится ни один радиоприемник или генератор сигналов определенной частоты.
Если вы не знаете, как подступиться к расчету LC-контура или на это совершенно нет времени, обратитесь в профессиональный студенческий сервис. Качественная и быстрая помощь в решении любых задач не заставит себя ждать!
Автор: Иван
Иван Колобков, известный также как Джони. Маркетолог, аналитик и копирайтер компании Zaochnik. Подающий надежды молодой писатель. Питает любовь к физике, раритетным вещам и творчеству Ч. Буковски.
Калькулятор параллельного колебательного LC-контура
Конденсаторы Индуктивные компоненты Измерительные приборы
Электрическая цепь, состоящая из соединеных в контур конденсатора емкостью С и катушки индуктивностью L,
обладающая сопротивлением R(сопротивление активных потерь в катушке), называется электрическим колебательным контуром.
В контуре возникает колебательный процесс ввиду перехода энергии электрического поля в энергию магнитного и наоборот.
Реактивные сопротивления индуктивности и емкости зависят от частоты переменного тока.
При увеличении частоты реактивное сопротивление индуктивности растет, а емкости падает.
При уменьшении частоты, наоборот, индуктивное сопротивление падает, а емкостное – растет.
При некоторой частоте ƒ
При этом токи индуктивной и емкостной ветвей также равны, что приводит к возрастанию амплитуды вынужденных колебаний.
Режим, возникающий в цепи, состоящей из генератора и параллельно включенных катушки и конденсатора, при равенстве
емкостного и индуктивного сопротивлений, называют режимом резонанса токов.
Явление резонанса токов используется в полосовых фильтрах для выделения определенной частоты.
Такая схема необходима для работы телевизора, радиоприемника, ёмкостного генератора и т.п.
Расчет частоты резонанса параллельного LC-контура описывается формулами:
XL =
2πƒL
XC =
1
2πƒC
ƒ0 =
1
2π√LC
XL — индуктивное реактивное сопротивление, Ом;
XС — ёмкостное реактивное сопротивление, Ом;
ƒ0 — резонансная частота, Гц;
Расчет частоты резонанса LC-контура
Введите значения индуктивности и ёмкости конденсатора, чтобы узнать резонансную частоту контура,
или введите резонансную частоту генератора, чтобы рассчитать необходимые значения индуктивности и емкости.
IC
IL
Iƒ
мкФнФпФ
ГнмГнмкГн
МГцкГцГц
XL = XC = ƒ0 = φ = °
XL > XC Цепь имеет емкостной характер,ее емкостное реактивное сопротивление меньше индуктивного. Угол фазового сдвига между напряжением генератора и током в контуре приближается к 90°
Чем больше частота генератора отличается от собственной (резонансной) частоты контура, тем больше различаются токи IL и Іс, тем больше реактивный ток в общей части цепи и меньше реактивное сопротивление контура.
Внимание! Производители объединяют элементы в серии или ряды: E6, E12, E24…
Для подбора компонентов будет использована серия E12.
Подбор конденсатора на сайте
Подбор катушки индуктивности на сайте
Обнаружили ошибку или неточность в работе калькулятора? Сообщите нам об этом.
Соблюдайте технику безопасности во время работы с электронными компонентами!
Lc ожерелье – Etsy.de
Etsy больше не поддерживает старые версии вашего веб-браузера, чтобы обеспечить безопасность пользовательских данных. Пожалуйста, обновите до последней версии.
Воспользуйтесь всеми преимуществами нашего сайта, включив JavaScript.
Найдите что-нибудь памятное, присоединяйтесь к сообществу, делающему добро.
( 627 релевантных результатов, с рекламой Продавцы, желающие расширить свой бизнес и привлечь больше заинтересованных покупателей, могут использовать рекламную платформу Etsy для продвижения своих товаров. Вы увидите результаты объявлений, основанные на таких факторах, как релевантность и сумма, которую продавцы платят за клик. Узнать больше. )
Назад к категории продуктов
|