LC şəbəkə (də LC filtri və ya LC şəbəkəsi kimi də tanınır) elektrik şəbəkəsi olaraq təyin edilir, bu da pasiv şəbəkə elementləri olan bir indüktor (L) və bir kondensator (C) birgə qoşulduqlarını ifadə edir. Bu, rezonans şəbəkəsi, rezervuar şəbəkəsi və ya ayarlanmış şəbəkə kimi də adlandırılır.
İdeal formada rezistorun olmaması səbəbindən, LC şəbəkəsi heç bir enerji sarf etmir. Bu, ideal formada rezistordan ibarət olan RC şəbəkələrindən, RL şəbəkələrindən və ya RLC şəbəkələrindən fərqlidir, cünki onlar rezistorun mövcudluğu səbəbindən enerji sarf edirlər.
Bununla belə, praktiki şəbəkədə, komponentlərin və bağlayıcı tel lərin sıfır deyil olan mukavemeti səbəbindən, LC şəbəkəsi həmişə bir az enerji sarf edəcəkdir.
Zarər yükü kondensatorun plakaları arasında və endüktörün içində qayıdır gəlir. Enerji kondensator və endüktör arasında salınana qədər, komponentlərin və birləşmə telin içki mühümətləri salınımları söndürənə qədər.
Bu şəbəkənin fəaliyyəti, matematik olaraq harmonik osilator kimi bilinən, maye pendulu kimi salınan və ya tankda dolaşan suya oxşardır; bu səbəbdən, şəbəkə ayrılıb şəbəkə və ya tank şəbəkə kimi adlandırılır.
Şəbəkə elektrikli rezonator kimi davranabilir və rezonans frekvensiyası adlanan frekvensiyada salınan enerji saxlaya bilər.
Seri LC şəbəkəsində, endüktör və kondensator hər ikisi seridə birləşdirilib, bu şəkilə göstərilmişdir.
Seri şəbəkədə cərəyan şəbəkənin hər yerində eyni olduğu üçün, cərəyan endüktör və kondensator aracılığıyla keçən cərəyanla bərabərdir.
İndi terminaların üzərindəki cəmi təkər voltu kondensatorun üzərindəki və induktorun üzərindəki voltların cəminə bərabərdir.
Frekans artıqca induktiv reaktivliyin də dəyəri artır.
və kapasitiv reaktivliyin dəyəri azalır.
İndi rezonans şəraitında induktiv reaktivliyin və kapasitiv reaktivliyin həcmi bərabər olur.
İndi bir impedans seriy LC şəbəkəsi tərəfindən verilir
İndi rezonans şəraitında induktiv reaktivliyin və kapasitiv reaktivliyin həcmi bərabər olur.
Burada,
İndi rezonans sirk dərəcəsi
, onda impedans olar
Beləliklə, rezonans şərtində,
elektrikli impedans Z sıfır olacaq, yəni XL və XC bir-birini növbə ilə götürür. Buna görə, seriyada LC şəbəkəsinə verilən cürrənt maksimum olacaq (
).
Buna görə, seriyada LC şəbəkəsi, yük ilə seriyada qoşulduqda, rezonans sirk dərəcəsində sıfır impedansa malik olan band keçirici filtri kimi davranacaq.
Rəzonans səsliqin altındakı tezlikdə yəni
,
. Bu səbəbdən dairə kapasitivdir.
Rəzonans səsliqindən yuxarı olan tezlikdə yəni
,
. Bu səbəbdən dairə induktivdir.
Rəzonans səsliqində yəni
,
. cürrənt maksimum və impedans minimumdur. Bu vəziyyətdə, dairə qəbul edici dairə kimi işləyə bilər.
Paralel LC dairəsində indüktor və kondensator hər ikisi paralel qoşulub, bu şəkildə göstərilmişdir.
Paralel şəbəkədə müxtəlif elementlərin hər bir terminalindən keçən nəqil eyni olur. Bu səbəbdən terminalindən keçən nəqil induktorda və kondensatorunda keçən nəqillərə bərabərdir.
İndi paralel LC şəbəkəsindən keçən cəmi amperaj indüktorun və kondensatorun içindən keçən amperajların cəminə bərabərdir.
Rezonans şəraitində induktiv reaktivliy (
) kondensativ reaktivliklə (
) bərabərdirsə, reaktiv dalga amperajları bərabər və qarşısında yerləşir. Bu səbəbdən, onlar bir-birini ləğv edib, şəbəkədə minimum amperaja səbəb olurlar. Bu vəziyyətdə ümumi mühümət maksimumdur.
Rezonans tezliyi aşağıdakı kimi təyin olunur
İndi Paralel LC şəbəkəsinin impedansı aşağıdakı kimi verilir
İndi bucaq rezonans səquncası
olarsa, onda impedans
Beləliklə, rezonans vəziyyətində
ümumi elektrik impansı Z sonsuz olacaq və paralel LC şemasına verilən cürəmin minimum olacaq (
).
Buna görə, paralel LC şeması, yük ilə seriyada qoşulduqda, rezonans tezliyində sonsuz impansa malik band-stop filtri kimi funksion edəcəkdir. Paralel LC şeması, yük ilə paralel qoşulduqda, band-keçir filtri kimi işləyəcəkdir.
Rezonans tezliyindən aşağı tezlikdə, yəni f<f0, XL >> XC. Bu səbəbdən şema induktivdir.
Rezonans tezliyindən yuxarı tezlikdə, yəni f>f0, XC >> XL. Bu səbəbdən şema kapasitivdir.
Rezonans tezliyində, yəni f = f0, XL = XC, cürəm minimum və impans maksimumdur. Bu vəziyyətdə, şema rejektor şeması kimi işləyə bilər.
İlk vəziyyətdə:
Titrebilən zaman:
LC şəbəkəsi elektrikli rezonator kimi işləyə bilər və enerji elektrik sahası və maqnit sahası arasında rezonans frekvansı adlandırılan frekvansa nisbətən osillasiya edir. Hər hansı bir osillasiya sistemi bir müddətdən sonra daimi vəziyyətə çatır, bu da ayarlanma vaxtı kimi tanınır.
Cavabın azalması və daimi vəziyyətinə çatması və ondan sonra son qiymətinin ±2%-inin daxilində qalması üçün tələb olunan vaxta ayarlanma vaxtı deyilir.
İndiki anki cürəntin şəbəkədən keçməsini
kimi qəbul edin. İndüktordan keçən voltaj düşüşünü cürənt
və kondensatorun üzərindən keçən voltaj düşüşünü isə
kimi ifadə edilir, burada Q kondensatorun müsbət plakasında saxlanılan zərurdur.
İndi Kirlhofun potensial qanunu əsasında, bağlanmış çevrənin müxtəlif komponentlərindən keçən potensial düşmələrin cəmi sıfıra bərabərdir.
Bu tənliyi L-ə bölüb və onu t-nə görə diferensial edərkən, alırıq
İndi sadə harmonik titrişlərinin formunda olan cürəm dəyişəni tərəfindən verilir:
Burada
və
sabitlərdir.
Tənlik (5)-in dəyərini (4) tənliyinə qoyub alırıq,
Bundan sonra, yuxarıdakı tənliyə görə, LC şəbəkəsinin növbəyi-dəyişən şəbəkə olduğunu və rezonans səsverəsi adlanan bir səsverədə növbə-yer dəyişə bilərəm deyə bilərik.
İndi (3) nömrəli tənliyə görə, induktordan qarşısındakı qüvvət kapasitordan qarşısındakı qüvvətin mənfi qiymətidir.
Tənlik (5) nəzərə alındıqda, alınır
Başqa sözlə, cürəmənin sıfıra bərabər olduğu zaman gərginlik maksimuma çata və əksinə. Gərginliyin osilasiyanın amplitudu, cürəmənin osilasiyanın amplituduna
ilə vurulmuşdur.
Daxili gərginlikdən kondensatora qədər olan gərginliyə qədər köçürmə funksiyası budur
Eyni dərəcədə, giriş qüvvəti və kondansator üzərindəki qüvvət arasındakı köçürmə funksiyası
Tutaq ki, kondansator ilk başda tamamilə boşaltılmışdır və kəsici (K) çox uzun muddət açıq saxlanılır və t=0 anında bağlanır.
t=0-da - kəsici K açıqdır
Bu bir başlangıç şəraitidir, beləliklə, aşağıdakı kimi yazmaq olar,
Çünki indüktorda keçən cürəm və kondensatorun üstündəki nəqil anında dəyişə bilməz.
Bütün t>=0+ K klyç bağlanır
İndi nəqil mənbəsi şəbəkəyə daxil edilir. Beləliklə, KVL-ni şəbəkəyə tətbiq edərək, alırıq,
Burada kondensatorun üstündəki nəqil cürəmin cürəmi ilə ifadə olunur.
Yuxarıdakı tənlik inteqral-diferensial tənlik adlanır. Bu tənliyin hər iki tərəfini t-ə görə diferensiallaşdıraraq, alırıq,
Tənlik (7) LC şəbəkəsinin ikinci tərtib diferensial tənliyini göstərir.
Əvəzinə
s2 qoymaqdan sonra,
İndi yuxarıdaki tənliyin kökləri
Burada
təbii dalğalama tezliyi ilə ifadə olunur.
İmpedans metodu istifadə edilərək: tezlik cavabı sistemi üçün ümumi tənlik
Kondensator nöqtələri arasında çıxış qəbiləsi olduğunu fərz edərək, potensial bölücü qaydasını yuxarıda göstərilən şəbəkəyə tətbiq edin
Burada,
kondansatorun impedansı ![]()
endüktörün impedansı ![]()
Bu ifadeleri (9) nömrəli tənlikdə yerinə qoyanda, alırıq
Assume that the output voltage occurs across the inductor, apply potential divider rule to the above circuit
Substitute value of
and
in above equation, we get
Tənliklər (10) və (12) L-C şəbəkəsinin kompleks formasında frekvens cavabını göstərir.
Yuxarıdakı tənlik inteqro-diferensial tənlik adlanır. Burada kondensatorun üzündəki qüvvəti cürəklərin nisbəti kimi ifadə edirik.
İndi, yuxarıdakı tənliyin hər iki tərəfini t-nə nisbətən differeçiallaşdıranda, alırıq,
Yuxarıdakı tənlik LC şəbəkəsinin ikinci mertebedən diferensial tənliyini göstərir.
ilə s2 əvəz ediləndə, alırıq,
İndi,
beləliklə,
, onu yuxarıdakı tənlikdə əvəz etdikdə, alırıq,
LC çərçivəsində induktor və kondensator hər ikisi saxlama elementidir, yəni induktor onun içindəki maqnit sahə (B) enerjiyi saxlayır, bu da onun içindən keçən cürrətdən asılıdır, və kondensator onun içindəki elektrik sahə (E) enerjiyi saxlayır, bu da onun üzərindəki gerilimdən asılıdır.
Nəzərə alın ki, ilk olaraq, kondensatorda q şarjı var və sonra çərçivənin bütün enerjisi ilk olaraq kondensatorun elektrik sahəsində saxlanılır. Kondensatorun saxladığı enerji
İndi, əgər induktor bir zəngüllənmiş kondensatora birləşdirilirsə, kondensatorun üzərindəki qarşı təzyiq indüktorda cərəyan axınına səbəb olacaq, bu da induktor etrafında magnet sahə yaratır, kondensator boşalmağa başlayır və kondensatorun üzərindəki qarşı təzyiq cərəyan axını ilə birlikdə sıfıra düşür (
).
İndi kondensator tamamilə boşaldı və bütün enerji induktorun magnet sahəsində saxlanılır. Bu an, cərəyanın maksimum dəyəri olanda və induktorun saxladığı enerji (
ilə verilir.
Rezistorun olmaması səbəbindən, şəbəkədə enerji dissipasiya olmur. Beləliklə, kondensatorun saxladığı maksimum enerji induktorun saxladığı maksimum enerjiyə bərabərdir.
Bu an, induktor etrafındakı magnet sahədə saxlanılan enerji, Faraday elektromaqnit induksiyası qanunu əsasında bobun üzərində qarşı təzyiq yaratır (
). Bu yaradılmış qarşı təzyiq kondensatora cərəyan axınına səbəb olur və kondensator tərs qutblyq olan bir qarşı təzyiq ilə yenidən zəngüllənməyə başlayır.
Bu zəngüllənmə və boşalma prosesi, cərəyanın induktorda evvelki kimi tərs istiqamətlə axın edərək, yenidən başlayacaq.
Bundan qeydə alaraq, LC şəbəkəsinin zərurətli olan şarj və razryad prosesi davamlı bir dövrdə olur və enerji kondansator və indüktor arasında növbə-növbə keçir, gələcək nöqtədə daxili mühümətlərin səbəbiylə titrəmələr sonlanır.
Şəkil, şarj və razryad voltaj və cərəyan dalğalı formasını göstərir.
LC şəbəkələrinin tətbiqləri aşağıdakılardır:
LC şəbəkələrinin tətbiqləri, xüsusilə transmetrlər, radyo qəbulçuları, TV qəbulçuları, amplitudlar, osilatorlar, filtrlər, tünərler və frekvens miqyasları kimi elektron cihazlarda geniş istifadə olunur.
LC şəbəkələri, müxtəlif bir sinyaldan belə bir frekensiyada sinyal yaratmaq və ya qəbul etmək üçün də istifadə olunur.
LC şəbəkənin əsas məqsədi, minimum ləğv ilə titrəmək olduğu üçün, mühümət mümkün qədər aşağı edilir.
Seri rezonans şəbəkəsi, gerilim böyütülmesi təmin edir. gerilim böyütülmesi.
Paralel rezonans şəbəkəsi, cərəyan böyütülmesi təmin edir. cərəyan böyütülmesi.
Ləğv, titrəmə və ya dalğa hərəkətinin amplitudunun zamanla azalmasıdır. Rezonans, ləğvin azalması ilə amplitudun artırılmasıdır.
Beyan: Özəlliklərinə hörmət göstərilməlidir, paylaşmağa dəyərli məqalələr, əgər hüquqlar pozulubsa lütfən silinməsi barədə məlumat verin.