'n LC-sirkel (ook bekend as 'n LC-filter of LC-netwerk) word gedefinieer as 'n elektriese sirkel wat bestaan uit die pasiewe sirkel-elemente 'n induktor (L) en 'n kapasiteur (C) wat aanmekaar verbind is. Dit word ook 'n resonansiesirkel, tank-sirkel, of gestemde sirkel genoem.
As gevolg van die afwesigheid van 'n weerstand in die ideale vorm van die sirkel, verbruik 'n LC-sirkel geen energie nie. Dit is anders as die ideale vorme van RC-sirkels, RL-sirkels, of RLC-sirkels, wat energie verbruik as gevolg van die teenwoordigheid van 'n weerstand.
Dit gesê, in 'n praktiese sirkel sal 'n LC-sirkel altyd 'n bietjie energie verbruik omdat die komponente en verbindingsdraad nie-nul weerstand het.
Die laai vloei heen en terug tussen die plaat van die kondensator en deur die spoel. Die energie osilleer tussen 'n kondensator en 'n spoel totdat die interne weerstand van die komponente en verbindingsdrae die osillasies laat uitsterf.
Die werking van hierdie sirkel is soos 'n gestemde werking, wiskundig bekend as 'n harmoniese oscillator, wat soortgelyk is aan 'n pendulum wat heen en weer swaai of water wat heen en weer in 'n tank vloei; om hierdie rede word die sirkel 'n gestemde sirkel of tank-sirkel genoem.
Die sirkel kan as 'n elektriese resonantor funksioneer en energie opslaan wat by die frekwensie, genoem 'n resonantie frekwensie, osilleer.
In die reeks LC-sirkel is die spoel en kondensator albei in 'n reeks verbonden soos in die figuur getoon.
Aangesien in 'n reeks sirkel die stroom ooral in die sirkel dieselfde is, is die stroomvloei gelyk aan die stroom deur beide die spoel en die kondensator.
Die totale spanning oor die terminals is nou gelyk aan die som van die spanning oor die kondensator en die spanning oor die spoel.
Wanneer die frekwensie verhoog, verhoog ook die grootte van die induktiewe reaksie.
en die grootte van die kapasitiewe reaksie verminder.
Nou, by 'n resonansie toestand, word die grootte van beide die induktiewe reaksie en die kapasitiewe reaksie gelyk.
Die impedansie van die reeks LC-sirkel word gegee deur
Nou, by 'n resonansie toestand, word die grootte van beide die induktiewe reaksie en die kapasitiewe reaksie gelyk.
Waar,
is 'n resonansiehoekfrequentie (radiane per sekonde).
Nou is die hoekresonansiefrequentie
, dan word die impedansie
Dus, by die resonansietoestand wanneer
is die totale elektriese impedansie Z nul, wat beteken dat XL en XC mekaar kanselleer. Dus, is die stroom wat aan 'n reeks LC-sirkel verskaf, maksimaal (
).
Daarom sal die reeks LC-sirkel, wanneer in reeks met die belasting verbonden, as 'n bandpass filter funksioneer met nul impedansie by die resonansiefrequentie.
By frekwensie onder die resonantie frekwensie d.w.s.
,
. Dus is die sirkel kapasitief.
By frekwensie bo die resonantie frekwensie d.w.s.
,
. Dus is die sirkel induktief.
By die resonantie frekwensie d.w.s.
,
. Die stroom is maksimaal en die impedansie is minimum. In hierdie toestand kan die sirkel as 'n akseptor-sirkel funksioneer.
In die paralelle LC sirkel is die spoel en kondensator beide in paralel verbonden soos in die figuur gewys.
Die spanning oor elke terminal van verskillende elemente in 'n parallelle sirkel is dieselfde. Daarom is die spanning oor die terminale gelyk aan die spanning oor die spoel en die spanning oor die kondensator.
Die totale stroom wat deur die parallelle LC-sirkel vloei, is gelyk aan die som van die stroom wat deur die spoel vloei en die stroom wat deur die kondensator vloei.
By die resonansietoestand, wanneer die induktiewe reaksie (
) gelyk is aan die kapasitiewe reaksie (
), is die reaktiewe takstroom gelyk en teenoorstaande. Daarom kanselleer hulle mekaar om 'n minimum stroom in die sirkel te gee. In hierdie toestand is die totale impedansie maksimaal.
Die resonansiefrekwensie word gegee deur
Die impedansie van die parallelle LC-sirkel word gegee deur
Die hoekresonantiefrequentie is
, dan word die impedansie
Dus onder resonante omstandighede wanneer
is die totale elektriese impedansie Z oneindig en is die stroom wat aan 'n parallelle LC-sirkel gevoorsien word, minimum (
).
Daarom sal die parallelle LC-sirkel, wanneer in reeks met die belasting verbonden, as 'n band-stop filter funksioneer met oneindige impedansie by die resonerende frekwensie. Die parallelle LC-sirkel verbonden parallel met die belasting sal as 'n band-pass filter funksioneer.
By frekwensies onder die resonerende frekwensie d.w.s. f<f0, XL >> XC. Daarom is die sirkel induktief.
By frekwensies bo die resonerende frekwensie d.w.s. f>f0, XC >> XL. Daarom is die sirkel kapasitief.
By die resonerende frekwensie d.w.s. f = f0, XL = XC, is die stroom minimum en die impedansie maksimum. In hierdie toestand kan die sirkel as 'n afstootsirkel funksioneer.
By beginstoestand:
By waggel:
Die LC-sirkel kan as 'n elektriese resonator funksioneer en energie tussen die elektriese veld en magneetveld op 'n frekwensie, bekend as die resonante frekwensie, bewaar. Aangesien enige osilleerende stelsel na 'n gestaande toestand kom, bekend as stellingstyd.
Die tyd wat benodig word vir die reaksie om te verminder en in sy gestaande toestandwaarde vas te lê en daarna binne +- 2% van sy finale waarde te bly, staan bekend as stellingstyd.
Gestel
is die oombliklike stroom wat deur die sirkel vloei. Die spanskyn oor die spoel word uitgedruk in terme van stroom
en die spanskyn oor die kondensator is
, waar Q die laai is wat op die positiewe plaat van die kondensator gestoor word.
Volgens Kirchhoff se spanningwet is die som van potensiaal-val oor die verskillende komponente van 'n geslote lus gelyk aan nul.
Deur die bovermensioneerde vergelyking deur L te deel en dit met betrekking tot t af te lei, kry ons
Die stroom in 'n eenvoudige harmoniese osillasie is gegee deur:
Waar
en
konstantes is.
Stel die waarde van vergelyking (5) in (4), dan kry ons,
Dus van die bostaande vergelyking kan ons sê dat die LC-sirkel 'n osslaster is en dit osslasse teen 'n frekwensie genoem resonantiefrekwensie.
Volgens vergelyking (3) is die geïnduseerde spanning oor 'n induktor minus die spanning oor die kondensator.
Indien ons die vergelyking van stroom uit vergelyking (5) gebruik, kry ons
Met ander woorde, die spanning bereik sy maksimum wanneer die stroom nul is en omgekeerd. Die amplitude van die spanningsoorswinging is die van die stroomoorswinging vermenigvuldig met
.
Die oordragfunksie van die invoerspanning na die spanning oor die kondensator is
Soortgelyk is die oordraffunksie van die invoerspanning na die spanning oor die spoel
Laat ons aanneem dat die kondensator aanvanklik volledig ontlad is en die skakelaar (K) vir 'n baie lank tyd oop geh保持内容的完整性,我将继续翻译剩余部分。以下是完整的南非荷兰语翻译:
```html
Soortgelyk is die oordraffunksie van die invoerspanning na die spanning oor die spoel Laat ons aanneem dat die kondensator aanvanklik volledig ontlad is en die skakelaar (K) vir 'n baie lank tyd oop was en dit by t=0 gesluit word.
By t=0– is skakelaar K oop Dit is 'n aanvanklike toestand, dus kan ons skryf, Omdat die stroom deur die spoel en die spanning oor die kondensator nie onmiddellik kan verander nie. Vir alle t>=0+ is skakelaar K toe Nou word die spanningbron in die sirkel ingevoer. Dus, deur KVL op die sirkel toe te pas, kry ons, Hier word die spanning oor die kondensator in terme van stroom uitgedruk. Die bovermelde vergelyking word die integro-differensiaalvergelyking genoem. Deur beide kante van die bovermelde vergelyking met betrekking tot t af te lei, kry ons, Vergelyking (7) wys 'n tweede-orde differensiaalvergelyking van 'n LC-sirkel. Vervang Die wortels van die bostaande vergelyking is Hier is Deur gebruik te maak van die impedansiemetode: Die algemene vergelyking vir 'n frekwensie reaksie stelsel is Gestel dat die uitvoer spanning oor die kondensatorterminals voorkom, pas die potensiaaldeelerreël toe op die bostaande sirkuit Waar, Vervang dit in vergelyking (9), kry ons
Stel dat die uitsetspanning oor die spoel voorkom, pas die potensiaaldeelerreël toe op die bo-gegee skakeling Vervang die waarde van Die vergelyking (10) en (12) dui die frekwensie-respons van 'n L-C-sirkel in komplekse vorm aan. Die bo-vereenvoudigde vergelyking staan bekend as die integro-differensiaalvergelyking. Hier word die spanning oor die kondensator in terme van stroom uitgedruk. As ons nou die bostaande vergelyking aan beide kante met betrekking tot t differensieer, kry ons, Die bo-vereenskommende vergelyking wys die tweede-orde differensiaalvergelyking van 'n LC-sirkel. Vervang Nou, In 'n LC-sirkel is die spoel en die kondensator albei stoor elemente, d.w.s. die spoel stoor energie in sy magnetiese veld (B), afhangende van die stroom deur dit, en die kondensator stoor energie in die elektriese veld (E) tussen sy geleidende plaatjies, afhangende van die spanning oor dit. Gestel dat aanvanklik die kondensator 'n laai q bevat, en dan is al die energie van die sirkel aanvanklik gestoor in die elektriese veld van die kondensator. Die energie wat in die kondensator gestoor word, is As nou 'n induktor oor 'n opgelaaide kondensator verbond word, sal die spanning oor die kondensator stroom deur die induktor veroorsaak, wat 'n magnetiese veld om die induktor skep. Die kondensator begin ontlaai en die spanning oor die kondensator verminder na nul terwyl die laading deur die stroomvloei gebruik word ( Nou is die kondensator volledig ontlaaide en al die energie is in die magnetiese veld van die induktor gestoor. Op hierdie oomblik is die stroom by sy maksimumwaarde en die energie gestoor in die induktor word gegee deur ( Omdat daar geen weerstand is, word daar geen energie in die sirkel verloor. Dus is die maksimum energie gestoor in die kondensator gelyk aan die maksimum energie gestoor in die induktor. Op hierdie oomblik word die gestoorde energie in die magnetiese veld rondom die induktor 'n spanning oor die spoel volgens die Faraday se wet van elektromagnetiese induksie ( Hierdie laai- en ontlaai-proses sal weer begin, met die stroom wat in die teenoorgestelde rigting deur die induktor vloei soos voorheen. Dus kan die oplaai en aflaai van die LC-sirkel in 'n sikliese manier plaasvind en energie beweeg heen en weer tussen die kondensator en die spoel totdat die interne weerstand die osillasies laat doodloop. Die figuur wys die oplaai- en aflaaispannings- en stroomgolfvorm. Die toepassings van LC-sirkels sluit in: Die toepassings van 'n LC-sirkel behels hoofsaaklik baie elektroniese toestelle, veral radioapparatuur soos senders, radiovangers, en TV-vangers, versterkers, osillators, filters, tuners, en frekwensiemengsels. LC-sirkels word ook gebruik om seinale by 'n spesifieke frekwensie te produseer of 'n sein uit 'n meer komplekse sein by 'n spesifieke frekwensie te aanvaar. Die hoofdoel van 'n LC-sirkel is gewoonlik om met minimum demping te osilleer, dus word die weerstand so laag as moontlik gemaak. 'n Reeksresonansiesirkel verskaf spannings vermenigvuldiging. 'n Parallelresonansiesirkel verskaf stroom vermenigvuldiging. Damping is die afname in die amplitude van 'n osillasie of golfbeweging met tyd. Resonansie is die toename van amplitude terwyl damping afneem. Verklaring: Respekteer die oorspronklike inhoud, goeie artikels is die deelwaardig, indien daar inbreuk is, kontak asseblief vir die verwydering.Natuurlike reaksie van LC-sirkel
```
met s2, kry ons,
die natuurlike frekwensie van osillasie.LC-sirkuit frekwensie reaksie
Impedansie van die kondensator ![]()
Impedansie van die spoel ![]()
en
in die bostaande vergelyking, dan kry onsLC-Sirkel Differensiaalvergelyking
met s2, kry ons,
daarom,
, stel dit in die bo-vereenskommende vergelyking, kry ons,LC-sirkel oplaai en afneem
).
.
) geïnduseer. Hierdie geïnduseerde spanning veroorsaak dat 'n stroom deur die kondensator vloei en die kondensator begin met 'n spanning van teenoorgestelde polariteit te laai.
LC Sirkel Toepassings
Wat is Damping?