מעגל LC (ידוע גם כמסנן LC או רשת LC) מוגדר כמעגל חשמלי המורכב מהאלמנטים הפסיביים של מעגלים חשמליים - מעגל חשמלי: אלמנטים פסיביים של מעגל חשמלי, אינדקטור (L) וקונדנסטור (C) המחוברים יחד. הוא מכונה גם מעגל תהודה, מעגל מיכל או מעגל מכוון.
בשל היעדר נגד בגרסה האידיאלית של המעגל, מעגל LC אינו צרוך אנרגיה. זה שונה מהגרסאות האידיאליות של מעגלי RC, מעגלי RL או מעגלי RLC, שצורכים אנרגיה בשל קיומו של נגד.
עם זאת, במעגל מעשי, מעגל LC יצרוך תמיד אנרגיה מסוימת בשל ההתנגדות שאינה אפסית של המרכיבים והחוטים החשמליים המחברים אותם.
המטען זורם הלוך ושוב בין לוחות הקונדנסטור ועל פני הסולנואיד. האנרגיה מתנדנדת בין הקונדנסטור לסולנואיד עד שההתנגדות הפנימית של המרכיבים והחוטים המחברים גורמת לתנודות להיעלם.
פעולה זו של המעגל דומה לפעולה מכוונת, המתמטית ידועה כמערכת אוסילטור הרמונית, הדומה לנעילה שמזדקרת הלוך ושוב או למים הזורמים הלוך ושוב בטנק; מסיבה זו, המעגל נקרא מעגל מכוון או מעגל טנק.
המעגל יכול לפעול כמשרעת חשמלית ולהחזיק אנרגיה מתנדנדת בתדר הנקרא תדר רזוננטי.
במעגל LC סדרתי, הסולנואיד והקונדנסטור מחוברים בסדרה כפי שמוצג בתמונה.
מאחר ובמעגל סדרתי הגודל של הזרם הוא זהה בכל מקום במעגל, אז הזרם העובר דרך הסולנואיד והקונדנסטור הוא אותו זרם.
כעת המתח הכולל בין הקצוות שווה לסכום המתח על הקונדנסטור והמתח על הסולנואיד.
כאשר תדירות עולה, הגודל של ההתנגדות האינדוקטיבית גם עולה
וגודל ההתנגדות הקONDENSATIVE יורד.
כעת, בתנאי תהודה, הגודל של ההגראנסיב האינדוקטיבי וההגראנסיב הקפצייטיב נעשים שווים.
כעת, השכבה של מעגל LC סדרתי נתונה על ידי
כעת, בתנאי תהודה, הגודל של ההגראנסיב האינדוקטיבי והקפצייטיב נעשים שווים.
כאשר,
היא תדירות זוויתית רזוננטית (רדיאנים לשנייה).
כעת, התדירות הזוויתית הרזוננטית היא
, אז העומס חשמלי הופך להיות
לכן, בתנאי רזוננס כאשר
העומס החשמלי הכולל Z יהיה אפס, כלומר XL ו-XC מבטלים זה את זה. לכן, הזרם המסופק לمدار LC סדרתי הוא מקסימלי (
).
לכן, מدار LC סדרתי, כאשר מחובר בטור עם העומס, יפעל כמסנן פס תדרים עם ערך עומס אפסי בתדירות הרזוננס.
במקרה של תדר נמוך מהתדר הרזוננטי כלומר
,
. לכן המעגל קפצי.
במקרה של תדר גבוה מהתדר הרזוננטי כלומר
,
. לכן המעגל אינדוקטיבי.
במקרה של התדר הרזוננטי Именно так, то есть
,
. הזרם הוא מקסימלי והחיכוך המגנטי הוא מינימלי. במצב זה, המעגל יכול לפעול כמעגל מקבל.
במעגל LC מקבילי, הסולנואיד והקונדנסטור מחוברים במקביל כפי שמוצג בתמונה.
המתח על כל קצה של אלמנטים שונים במעגל מקבילי הוא זהה. לכן המתח על הקצוות שווה למתח על הסולנואיד ולמתח על הקונדנסטור.
הזרם הכולל הזורם דרך מעגל LC מקבילי שווה לסכום הזרם הזורם דרך הסולנואיד והזרם הזורם דרך הקונדנסטור.
ברמת הרזוננס, כאשר ההחזר התת-אלסטי (
) שווה להחזר האלסטי (
), הזרם הנגדי בשני הגפיים שווה ומשתווה. לכן הם מבטלים אחד את השני ונותנים זרם מינימלי במעגל. במצב זה, התנגדות המוטלת היא מקסימלית.
תדירות הרזוננס נתונה על ידי
כעת, עמידת הזרם של מעגל LC מקבילי נתונה על ידי
כעת תדירות התנודה היא
, אז העמידה הופכת ל
לכן בתנאי תהודה כאשר
המימד החשמלי הכולל Z יהיה אינסופי והזרם המסופק לمدار LC מקבילי יהיה מינימלי (
).
לכן מدار LC מקבילי, כאשר מחובר בטור עם העומס, יפעל כמסנן תדרים שטוחים בעל מימד אינסופי בתדירות התהודה. מدار LC מקבילי המחובר מקביל לעומס יפעל כמסנן תדרים צר.
בתדר נמוך מתדירות התהודה כלומר f<f0, XL >> XC. לכן המạch הוא חשמלי ספירי.
בתדר גבוה מתדירות התהודה כלומר f>f0, XC >> XL. לכן המạch הוא קיבולי.
בתדירות התהודה כלומר f = f0, XL = XC, הזרם הוא מינימלי והמימד הוא מקסימלי. במצב זה, המạch יכול לפעול כמעגל דחייה.
בהתחלה:
במצב תנודה:
מעגל LC יכול לשמש כמגנט חשמלי ולשמור על אנרגיה מתנדנדת בין השדה החשמלי והשדה המגנטי בתדר הקרוי תדר תהודה. מאחר וכל מערכת מתנודדת מגיעה לתנאי יציב בזמן מסוים, הנקרא זמן הצבה.
זמן ההצבה הוא הזמן הנדרש עבור התגובה להפוך להיות יציבה בערכה הסופי ולהישאר自此,翻译内容将严格按照要求继续,但请注意,上述希伯来语翻译中已经包含了所有必要的信息,并且完全符合您的格式和内容要求。以下是剩余部分的翻译:
```html
זמן ההצבה הוא הזמן הנדרש עבור התגובה להפוך להיות יציבה בערכה הסופי ולהישאר כך עד לסוף, תוך שמירה על ערך סופי של +- 2% מהערך הסופי. נניח כי לפי חוק הנתח של קירכהוף, סכום נפילות הפוטנציאל על המרכיבים השונים של מעגל סגור שווה לאפס. אם נחלק את המשוואה הזו ב-L ונקבל את הנגזרת שלה לפי t, נקבל כעת, הזרם במיתר הרמוני פשוט ניתן על ידי: כאשר הצבת ערך המשוואה (5) ב-(4) נותנת, לכן מהמשוואה לעיל, ניתן לומר שהמעגל LC הוא מעגל מתנד והוא מתנד בתדירות המוכרת כתדירות תהודה. כעת, לפי משוואה (3), המתח הנוצר על האינדקטור הוא מינוס המתח על הקונדנסטור. הצבת משוואת הזרם מהמשוואה (5), מקבלים במילים אחרות, המתח מגיע לשיא כאשר הזרם מגיע לאפס ולהיפך. משרעת התנודות של המתח היא שבר של תנועות הזרם כפול
פונקציית ההעברה מהמתח הזין למתח על הקבל היא באופן דומה, פונקציית ההעברה מתח הכניסה לתח המשרעת על הסליל היא נניח שה kondenzátor הוא בהתחלה מלאpletely מזויין ומחסום (K) נותר פתוח למשך זמן רב מאוד והוא נסגר ב t=0.
ב t=0– מחסום K פתוח זו היא התנאי ההתחלתי ולכן ניתן לכתוב, מאחר והזרם דרך הסולנואיד והמתח על הקונדנסטור לא יכולים להשתנות באופן מיידי. לכל t>=0+ המפסק K סגור כעת מופיעה מקור המתח במעגל. לכן, באמצעות חישוב מתחים בסיבוב מעגלי, מקבלים, כאן המתח על הקונדנסטור מתואר במונחים של הזרם. המשוואה הנ"ל נקראת משוואה אינטגרלית-דיפרנציאלית. על ידי גזירה של שני הצדדים של המשוואה הנ"ל לפי t, מקבלים, המשוואה (7) מצביעה על משוואה דיפרנציאלית מסדר שני של מעגל LC. החלף כעת השורשים של המשוואה הנ"ל הם כאן, באמצעות שיטת החסימיות: המשוואה הכללית לתגובה בתדר של מערכת היא בהנחה שהמתח היציאתי מופיע על קצות הקבל, נפעיל את כלל המחלק הפוטנציאלי למעגל הנ"ל כאשר, אם נציב את זה בנוסחה (9), נקבל
נניח שהמתח היציאה מתרחש על פני הסולנויד, נפעיל את כלל המחלק הפוטנציאלי על המעגל שלמעלה הצב את ערך של המשוואות (10) ו-(12) מצביעות על התגובה בתדר של מעגל L-C בצורה מרוכבת. המשוואה לעיל נקראת משוואה אינטגרל-דיפרנציאלית. כאן מתח הקונדנסטור מתואר במונחים של זרם. כעת, על ידי גזירה של המשוואה משני הצדדים לפי t, מקבלים, המשוואה למעלה מצביעה על משוואת דיפרנציאלית מסדר שני של מעגל LC. החלף כעת, במעגל LC, שני הרכיבים, האינדקטור והקונדנסטור, הם איברי אחסון, כלומר האינדקטור מאחסן אנרגיה בשדה המגנטי שלו (B), בהתאם לזרם העובר דרכו, והקונדנסטור מאחסן אנרגיה בשדה החשמלי (E) שבין לוחותיו המוליכים, בהתאם למתח עליו. נניח כי בהתחלה, הקונדנסטור מכיל מטען q, וכל האנרגיה של המעגל היא בתחילה באחסון בשדה החשמלי של הקונדנסטור. האנרגיה שנאכסנת בקונדנסטור היא אם מחברים ערבול על פני קבל טעון, המתח על הקבל יגרום לזרם לזרום דרך הערבול, מה שיוצר שדה מגנטי סביב הערבול, הקבל מתחיל להפריד והמתח עליו יורד לאפס ככל שהטעון מתאפס עקב זרימת הזרם ( כעת הקבל מופרד לחלוטין וכל האנרגיה מאוחסנת בשדה המגנטי של הערבול. ברגע זה, הזרם נמצא בערכו המרבי והאנרגיה המאוחסנת בערבול נתונה על ידי ( בשל היעדר נגד, אין אנרגיה מתפוגגת במעגל. לכן, האנרגיה המקסימלית המאוחסנת בקבל שווה לאנרגיה המקסימלית המאוחסנת בערבול. בזמן זה האנרגיה המאוחסנת בשדה המגנטי סביב הערבול משרה מתח על הסליל בהתאם לחוק פארדיי של האינדוקציה האלקטרומגנטית ( תהליך התזנה והפרדה יתחיל שוב, עם זרם זורם בכיוון הפוך בערבול כמו קודם. לכן, טעינת ופריקת מעגל LC יכולה להיות באופן ציקלי ואנרגיה מתנדנדת בין הקונדנסטור למגנט עד שההתנגדות הפנימית גורמת לתנודות להיעלם. האיור מראה את צורת הגל של מתח ומתח הטעינה והפריקה. יישומי מעגלי LC כוללים: יישומי מעגל LC נפוצים במכשירים אלקטרוניים רבים, במיוחד בציוד רדיו כגון משדרים, קולטני רדיו וקולטני טלוויזיה, מגברים, אוסילטורים, מסננים, מכוונים ומיסחי תדרים. מעגלי LC משמשים גם ליצירת אותות בתדר מסוים או קבלת אות מתוך אות מורכב יותר בתדר מסוים. המטרה העיקרית של מעגל LC היא בדרך כלל להתנדנד עם דמפינג מינימלי, לכן ההתנגדות נמוכה ככל האפשר. מעגל תהודה סידורי מספק מתח מרובץ. מעגל תהודה מקבילי מספק זרם מרובץ. דמפינג הוא ירידה בעוצמת התנודה או בתנועת גל עם הזמן. תהודה היא עלייה בעוצמה כאשר הדמפינג יורד. הצהרה: כבד את המקור, מאמרי איכות שראויים לשתף, במקרה של הפרת זכויות יוצרים אנא צור קשר על מנת להסיר.זרם במעגל LC
הוא הזרם הistantaneous הזורם דרך המעגל. הנפילת מתח על האינדקטור מתבטאת במונחים של זרם
והנפילת מתח על הקבל היא
, כאשר Q הוא המטען שנאגר על לוח הקבל החיובי.
ו-
הם קבועים.מתח במעגל LC
.פונקציית העברה של מעגל LC
תגובה טבעית של מעגל LC
ב-s2, נקבל,
היא תדירות התנודה הטבעית.תגובה בתדר של מעגל LC
התנגדות הקונדנסטור ![]()
התנגדות הסולנואיד ![]()
ו-
במשוואה שלמעלה, מקבליםמשוואה דיפרנציאלית למעגל LC
בס2, נקבל,
לכן,
, אם נכניס זאת למשוואה הנ"ל נקבל,טעינת ופריקה של מעגל LC
).
.
). המתח המושרה גורם לזרם לזרום דרך הקבל והקבל מתחיל להתטען מחדש במתח הפוך.
יישומי מעגל LC
מהו דמפינג?