Proces oscilator în electrotehnică și electronică, tipuri de oscilații
Proces oscilator - un proces cu diferite grade de repetabilitate. Toate procesele oscilatorii sunt împărțite în 2 clase: periodice și neperiodice. În teorie, ei folosesc și o clasă intermediară - oscilații aproape periodice.
Un proces oscilator se numește periodic, în care valoarea care caracterizează acest proces, luată în orice moment, după o anumită perioadă de timp T are aceeași valoare.
Funcția f (t), care este o expresie matematică a procesului oscilator, se numește periodică cu perioada T dacă îndeplinește condiția f (t + T) = f (t).
Dintre clasa proceselor oscilatorii periodice, rolul principal îl au oscilațiile armonice sau sinusoidale, în care o modificare a unei mărimi fizice cu timpul are loc conform legii sinusului sau cosinusului. Recordul lor general este:
y = f (t) = aCos ((2π / T) t — φ),
unde a — amplitudinea oscilațiilor, φ este faza oscilației, 1 /T = f — frecvența și 2πf = ω — frecvența vibrațiilor ciclice sau circulare.
Aplicarea oscilațiilor sinusoidale și caracteristicile acestora:
Modalități grafice de afișare a curentului alternativ
O funcție aproape periodică corespunzătoare unei citiri a oscilațiilor periodice este definită de condiția:
| f · (t + τ) — f (t) | <= ε unde ε — atribuiți o valoare fiecărei valori T.
Mărimea τ în acest caz se numește aproape perioadă. Dacă valoarea ε este foarte mică în comparație cu valoarea medie a lui f (t) la momentul T, atunci funcția cvasi-periodică va fi apropiată de cea periodică.
Oscilațiile neperiodice sunt mult mai variate decât cele periodice. Dar cel mai adesea în automatizare trebuie să se întâlnească amortizarea sau creșterea oscilațiilor sinusoidale.
Oscilațiile conform legii sinusoidei amortizate sau, așa cum sunt numite uneori, oscilațiile armonice amortizate, pot fi reprezentate într-o formă generală:
x = Ae-δTcos·(ω + φ),
unde t este timpul, A și φ sunt constante arbitrare. Notarea generală a legii oscilațiilor armonice crescătoare diferă doar prin semnul factorului de amortizare δ[1 secundă].
Smochin. 1 — proces oscilant, Fig. 2. — proces periodic, fig. 3. — oscilații armonice decadente, fig. 4. — creşterea oscilaţiilor armonice.
Un exemplu de aplicare a procesului oscilator este cel mai simplu circuit oscilator.
Circuit oscilator (circuit electric) — un circuit electric pasiv în care pot apărea oscilații electrice cu o frecvență determinată de parametrii circuitului însuși.
Cel mai simplu circuit oscilant este format din capacitatea C și inductanța L. În absența influenței externe, amortizarea oscilațiilor cu frecvența εО = 1/2π√LC.
Amplitudinea vibrațiilor scade cu de exemplu-δT, unde δ este coeficientul de amortizare. Dacă δ> = eO, atunci oscilațiile amortizate din circuit devin neperiodice.
În electronică, calitatea circuitului oscilant este determinată de factorul de calitate: Q = nf/δ... Când asupra circuitului oscilant acţionează o forţă periodică externă, în acesta apar oscilaţii forţate. Amplitudinea oscilațiilor forțate crește semnificativ pentru circuitele cu Q mare dacă frecvența influenței externe este apropiată de eo (rezonanța). Circuitul oscilant este una dintre părțile principale ale amplificatoarelor rezonante, generatoare și alte dispozitive electronice.
Vezi și pe acest subiect: Aplicarea rezonanței tensiunii și rezonanței curentului