Mduara wa LC (ambao pia huitwa kama chafuza cha LC au mtandao wa LC) unadefinishwa kama mduara wa umeme unaotengenezwa na vipengele vya mduara pasifiki, ambavyo ni indaktori (L) na kapasita (C) vilivyowekwa pamoja. Pia huitwa mduara wa resonansi, mduara wa tank, au mduara uliofunguliwa.
Kwa sababu hakuna kawaida katika sura ya wazo la mduara, mduara wa LC hautumii nishati yoyote. Hii ni tofauti na sura za wazo za mduara za RC, mduara za RL, au mduara za RLC, ambazo zinatumia nishati kwa sababu ya uwepo wa kawaida.
Ingawa hivyo katika mduara halisi, mduara wa LC utatumia nishati fulani kila wakati kwa sababu ya upinzani usio wa sifuri wa vipengele na waya vinavyowasilisha.
Tendo la mzunguko huu ni kama tendo la tuning, ambalo kiwango kinajulikana kama harmonic oscillator, ambalo ni sawa na pendulum unaochoka upande na upande au maji yanayoflowa upande na upande katika tank; kwa sababu hiyo, mzunguko unatafsiriwa kama mzunguko wa tuning au mzunguko wa tank.
Mzunguko huo unaweza kufanya kazi kama resonator wa umeme na kuhifadhi nishati inayoyanganya kwa kiwango cha frequency linaloitwa resonant frequency.
Katika mzunguko wa LC wa series, induktori na kapasitaa wanahusiana kwa njia ya series kama inavyoonekana kwenye picha.
Kwa sababu katika mzunguko wa series current ni sawa kila mahali kwenye mzunguko, basi mzunguko wa current ni sawa na current kwenye induktori na kapasitaa.
Sasa hivi kwa umbo fulani ni sawa na jumla ya voltage juu ya kapasitansi na voltage juu ya indaktansi.
Wakati ukubwa wa mzunguko unaruka, ukubwa wa reactance ya induktansi pia unaruka
na ukubwa wa reactance ya kapasitansi unachoka.
Sasa kwenye tofauti ya uwanja wa mzunguko, ukubwa wa reaktansi inductive na reaktansi capacitance huwa sawa.
Sasa upinzani wa mzunguko wa LC unaotengenezwa ni
Sasa kwenye tofauti ya uwanja wa mzunguko, ukubwa wa reaktansi inductive na reaktansi capacitance huwa sawa.
Hapa,
ni kasi ya mzunguko (radians kwa sekunde).
Sasa, kasi ya mzunguko ya upimaji ni
, basi uwezo wa kupimania hutoa
Kwa hivyo, katika hali ya upimaji wakati
uwezo wa kupimania wa umeme Z utakuwa sifuri, maana XL na XC zitakwisha kuhusiana. Kwa hiyo, umeme unayotumika kwenye mzunguko wa LC unaenda kuwa ukubwa (
).
Kwa hivyo, mzunguko wa LC, wakati unaounganishwa kwa mizigo, utafanya kazi kama band-pass filter unanayo uwezo wa kupimania sifuri kwenye kasi ya upimaji.
Kwenye kasi ya chini ya ukuta wa muvuka i.e.
,
. Kwa hivyo mkataba una uwezo wa kufanya kazi kama kitufe cha capasiti.
Kwenye kasi ya juu ya ukuta wa muvuka i.e.
,
. Kwa hivyo mkataba una uwezo wa kufanya kazi kama kitufe cha induktansi.
Kwenye kasi ya ukuta wa muvuka i.e.
,
. viwango vya umeme ni vyenye kiasi kikubwa na upinzani unapungua. Katika hali hii, mkataba unaweza kufanya kazi kama mkataba wa kutumia.
Katika mkataba wa LC upinde, induktansi na capasiti zote zimeunganishwa upinde ambayo inavyoonyeshwa kwenye picha.
Uvumishi wa kila kitufe cha vifaa tofauti katika mzunguko wa pamoja ni sawa. Kwa hivyo uvumishi wa kila kitufe ni sawa na uvumishi wa kila inductor na uvumishi wa kila kapasitaa.
Sasa jumla ya umeme unayofikia mzunguko wa pamoja wa LC ni sawa na jumla ya umeme unayofikia inductor na umeme unayofikia kapasitaa.
Katika hali ya resonance ambapo reaktansi induktivi (
) ni sawa na reaktansi kapasitivi (
), umeme wa shaka reaktansi ni sawa na ukipambanana. Kwa hivyo, wanaonyesha viwango vyao na kukataa chanya kwa kutokufikia umeme katika mzunguko. Katika hali hii ukubwa wa impedansi ni maximum.
Namba ya kilio ya resonance inaweza kupewa
Sasa hii ya Impedance ya mzunguko wa LC parallel inapatikana kwa
Sasa hii ni angular resonant frequency
, basi impedance hutoa
Hivyo, wakati wa hali ya uongofu, wakati
utotaji wa umeme wa jumla Z utakuwa mwingi sana na umeme unayopatikana kwenye mfumo wa LC parallel utakuwa chache (
).
Kwa hivyo, mfumo wa LC parallel, wakati unajulikana kwenye mizizi na mizizi, utafanya kazi kama chujio la band-stop unaotumia utotaji mwingi sana kwenye namba ya uongofu. Mfumo wa LC parallel unaojulikana kwenye mizizi na mizizi utafanya kazi kama chujio la band-pass.
Kwenye namba zilizokuwa chini ya namba ya uongofu, ikiwa f<f0, XL >> XC. Kwa hiyo mfumo ni inductive.
Kwenye namba zilizokuwa juu ya namba ya uongofu, ikiwa f>f0, XC >> XL. Kwa hiyo mfumo ni capacitive.
Kwenye namba ya uongofu, ikiwa f = f0, XL = XC, umeme unakuwa chache na utotaji unakuwa mwingi. Katika hali hii, mfumo unaweza kufanya kazi kama circuit rejector.
Wakati wa hali ya mwanzo:
Katika uhamiaji:
Mzunguko wa LC unaweza kufanya kazi kama mzunguko wa umeme na kutumia nishati ya mzunguko kati ya ukungu na chuma kwa kasi inayoitwa kasi ya mzunguko. Tangu chochote la mzunguko linafurahia hali ya thabiti baada ya muda fulani, unaitwa muda wa kutayarisha.
Muda unazopewa kwa majibu ya kupungua na kukaa thabiti kwenye kiwango chake cha mwisho na kukaa hivyo baada ya +- 2% ya kiwango chake cha mwisho unaitwa muda wa kutayarisha.
Tumaini
ni nyuzi ya hivi punde zinazofika kwenye mzunguko. Chini ya volti juu ya indaktari inaelezwa kwa njia ya nyuzi
na chini ya volti juu ya kapasitaa ni
, ambapo Q ni namba ya elektroni zinazozingiliwa juu ya chapakazi.
Sasa kulingana na sheria ya Kirchhoff ya umbo la kilovolts, jumla ya ongezeko la mafanikio katika vifaa vingine vya mzunguko ufungwa ni sawa na sifuri.
Kutofautisha equation yenyewe na L na kutofautisha kitu kwa t, tunapata
Sasa hivi kuna mwanampaka katika mizizi ya mizizi yasiyo na mabadiliko:
Wakati
na
ni pembejeo.
Ingiza thamani ya mlinganyo (5) kwenye (4) tunapata,
Kwa hiyo kutokana na maelezo yenyewe, tunaweza kusema kuwa mwendo wa LC unategemea na muda wa uharibifuani na huenda kwenye kiwango cha uharibifuani.
Sasa kutokana na maelezo ya (3), umeme uliochaguliwa kwenye induku ni hasi ya umeme kwenye kapasitaa.
Ikiwa tumeleta mlinganyo wa umeme kutoka kwenye mlinganyo (5), tunapata
Kwa maneno mengine, umeme unafika kwenye upeleleji mkubwa wakati umeme unafika kwenye sifuri na pia viwango vingine. Upeleleji wa umeme ukio ni wa umeme ukio mara
.
Mfumo wa kutumia kutoka kwenye umeme wa ingizo hadi umeme juu ya kondensaa ni
Vingine, funguo ya kusambaza kutoka kwa umeme wa kuingiza hadi kwenye umeme wa kivuli ni
Tuangalie kwamba kivuli limewashwa kamili na kiungo (K) liko wazi kwa muda mrefu na likufungwa t=0.
Katika t=0– kiungo K liko wazi
Hii ni hali ya mwanzo kwa hiyo tunaweza kuandika,
Kwa sababu current imara kwenye inductor na voltage juu ya kapasitaa hayawezi kubadilika mara moja.
Kwa ajili ya t >= 0+ kufunga K
Sasa chanzo cha voltage limeingizwa katika mzunguko. Kwa hiyo kutumia KVL kwenye mzunguko, tunapata,
Hapa voltage juu ya kapasitaa imeelezea kwa njia ya current.
Maelezo yenyewe yanaitwa integro-differential equation. Kutofautisha pande zote mbili za maelezo yenyewe kwa mujibu wa t, tunapata,
Maelezo (7) unahusu maelezo la tafuta ya namba mbili ya kitengo cha LC.
Badilisha
kwa s2, tunapata,
Sasa nyakati za maelezo hilo ni
Hapa,
ni uendo wa asili wa mzunguko.
Kutumia njia ya Impedance: Mwongozo umuhimu wa jibu la mzunguko ni
Tumaini kwamba upunguzo wa vizio unafanikiwa kwenye vipepeo vya kapasitaa, tumia sheria ya potential divider kwenye ukuta hii
Kwenye hii,
uwezo wa kapaasitaa ![]()
uwezo wa indaktari ![]()
Ikiwa tukirekebishia katika mlinganyo (9), tunapata
Tumaini kwamba umeme wa mwisho unafanikiwa kwenye inductor, tume ripoti kwa kutumia sheria ya potential divider kwenye utengenezaji huu
Weka thamani ya
na
katika maelezo yaliyopo, tunapata
Maelezo (10) na (12) yanayainama jibu la uharibifu wa mzunguko kwenye mwili L-C kwa fomu ya kiujingilizi.
Maelezo hili linatafsiriwa kama maelezo ya integro-differential. Hapa umeme wa juu wa kondensa iliyoandikwa kwa kutumia mizigo.
![]()
Tumia kwa wito taarifa ya pili ya tofauti ya mwisho ya mzunguko wa LC.
Badilisha
na s2, tunapata,
Sasa,
kwa hiyo,
, weka kwenye taarifa hii tunapata,
Katika mzunguko wa LC, inaduku na kondensaa ni vyombo vinavyohifadhi kila moja ya chache ikiwa inaduku hifadhi nishati katika ukungu (B), kulingana na amperage unayopita kupitia yake, na kondensaa hifadhi nishati katika ukungu wa umeme (E) kati ya vibao vya uhamiaji wake, kulingana na voliji unayokuwa upande lake.
Tumaini kwamba awali, kondensaa imekuwa na chache q, na basi nishati zote za mzunguko zimekuwa zinahifadhiwa awali katika ukungu wa umeme wa kondensaa. Nishati iliyohifadhiwa katika kondensaa ni
Sasa ikiwa inductor imeunganishwa kwenye capacitor yenye umbo, voltage juu ya capacitor itaunda mchakato kutoka kwenye inductor, ambayo hutengeneza magnetic field chungo cha inductor, capacitor huanza kutokosekana na voltage juu ya capacitor hutoa chini hadi kuwa sifuri tangu umbo ukatumia mchakato (
).
Sasa capacitor yote yamekosekana na energy zote zimehifadhiwa chungo cha magnetic field cha inductor. Katika wakati huu, mchakato una thamani yake ya juu na energy iliyohifadhiwa chungo cha inductor inachukua (
.
Kwa sababu ya ukosefu wa resistor, hakuna energy yoyote inayotumika katika mzunguko. Kwa hivyo, energy ya juu iliyohifadhiwa katika capacitor ni sawa na energy ya juu iliyohifadhiwa katika inductor.
Katika wakati huu energy iliyohifadhiwa chungo cha magnetic field chungo cha inductor hutengeneza voltage juu ya coil kulingana na faraday’s law of electromagnetic induction (
). Voltage imetengenezwa hii hutengeneza mchakato kutoka kwenye capacitor na capacitor huanza kurudia kutumika na voltage tofauti.
Mchakato wa kutumika na kutokosekana utarudi tena, na mchakato unafanya safari kinyume kama kabla.
Hivyo, kurejeshi na kutengeneza mzunguko wa LC unaweza kuwa kwa njia ya mzunguko na nishati inaongeza kulingana na kilicho kati ya kapasitaa na indukta hata uchafu wa ndani ukawaadhibu mzunguko.
Tufeeli hii inaelezea mzunguko wa kurejeshi na kutengeneza vizio na mzunguko wa umeme.
Mifano ya kutumia mzunguko wa LC ni:
Mifano ya kutumia mzunguko wa LC zinazotumika katika vifaa vya teknolojia ya umeme, hasa vifaa vya radio kama vile wakimbizi, wasimamizi wa radio, na wasimamizi wa TV, amplifiers, oscillators, filters, tuners, na frequency mixers.
Mzunguko wa LC pia hutumiwa kwa ajili ya kutengeneza ishara za kiwango fulani au kutuma ishara kutoka kwenye ishara tofauti zaidi za kiwango fulani.
Maana muhimu ya mzunguko wa LC ni mara nyingi ya kuosilisha na uchafu chache, kwa hivyo uchafu unajengewa chini sana.
Mzunguko wa resonance wa mfululizo unaleta vizio kuongezeka.
Mzunguko wa resonance wa mwingiliano unaleta umeme kuongezeka.
Uchafu ni upunguzo wa amplitude ya mzunguko au mawimbi kwa muda. Resonance ni ongezeko la amplitude kama uchafu unapopungua.
Kauli: Respekte tafsiri, maoni yazuri yanayostahimili kuhamishwa, ikiwa kuna uwakilishi tafadhali wasiliana kutuma.