Ταλάντωση

Η ταλάντωση είναι μια επαναλαμβανόμενη ή κανονική μεταβολή, συνήθως με την πάροδο του χρόνου, ενός συγκεκριμένου μέτρου σε σχέση με τη μέση τιμή (συνήθως ένα σημείο μέτρησης) ή μεταξύ δύο ή περισσότερων διαφορετικών συνθηκών. Ο όρος δόνηση χρησιμοποιείται ακριβώς για να περιγράψει την ταλάντωση του εξοπλισμού. Τυπικά παραδείγματα ταλάντωσης περιλαμβάνουν ένα εκκρεμές αιώρησης και εναλλασσόμενο ρεύμα.

Οι ταλαντώσεις συμβαίνουν όχι μόνο σε μηχανικά συστήματα αλλά και σε ευέλικτα συστήματα σχεδόν σε κάθε τομέα της επιστήμης:για παράδειγμα ο καρδιακός παλμός του ανθρώπου (να περιστρέφεται), οι οικονομικοί κύκλοι, οι κύκλοι των αρπακτικών στην οικολογία, η γεωθερμική γεωλογία, οι ρυθμοί της κιθάρας και άλλα μουσικά όργανα, η περιστασιακή εκτόξευση νευρικών κυττάρων στον εγκέφαλο και η περιστασιακή φλεγμονή των εύκαμπτων αστέρων των Κηφειδών στην αστρονομία.

Η ταλάντωση ορίζεται ως η διαδικασία επανάληψης της διακύμανσης οποιασδήποτε τιμής ή μέτρησης σε σχέση με την τιμή μέτρησής της με την πάροδο του χρόνου. Η ταλάντωση μπορεί επίσης να οριστεί ως η περιοδική παραλλαγή μιας ιστορίας μεταξύ δύο τιμών ή σε σχέση με τη διάμεση τιμή της.

Ο όρος δόνηση χρησιμοποιείται για να περιγράψει τη μηχανική περιστροφή ενός αντικειμένου. Ωστόσο, ταλαντώσεις συμβαίνουν επίσης σε δυναμικά ή ακριβή συστήματα σε όλους τους τομείς της επιστήμης. Ακόμα και ο χτύπος της καρδιάς μας δημιουργεί ταλαντώσεις. Εκείνη την εποχή, τα σήματα στην εξίσωση ήταν γνωστά ως ταλαντωτές.

Παραδείγματα ταλαντώσεων

Τα πιο συνηθισμένα παραδείγματα ταλάντωσης είναι τα κύματα του ωκεανού και η κίνηση ενός απλού ρολογιού με εκκρεμές. Ένα άλλο παράδειγμα ταλάντωσης είναι το ταξίδι με το ελατήριο. Οι δονήσεις της κιθάρας και άλλα έγχορδα όργανα είναι επίσης παραδείγματα περιστροφής.

Το εκκρεμές ταλαντεύεται μπρος-πίσω και γι' αυτό δημιουργεί ταλαντευόμενες κινήσεις. Οι μηχανικές ταλαντώσεις ονομάζονται δονήσεις. Τα κινούμενα σωματίδια σημαίνουν ότι περιστρέφεται μεταξύ δύο σημείων σε σχέση με την κεντρική του θέση.

Ομοίως, η κίνηση του ελατηρίου είναι επίσης μια ταλάντωση. Η άνοιξη κατεβαίνει και ανεβαίνει ξανά και ξανά και γι' αυτό παράγει μια κινούμενη κίνηση.

Το ημιτονοειδές κύμα είναι ένα τέλειο παράδειγμα πλοήγησης. Εδώ το κύμα κινείται μεταξύ δύο σημείων σχετικά με τη μέση τιμή. Το μήκος ή το εύρος που εμφανίζεται στην ταλάντωση ονομάζεται πλάτος και ο χρόνος που απαιτείται για να ολοκληρωθεί ένας πλήρης κύκλος ονομάζεται χρόνος ταλάντωσης. Συνήθως ο συνολικός αριθμός κύκλων που συμβαίνει ανά δευτερόλεπτο. Είναι συνήθως μια επανάληψη του χρόνου.

F =1 / T

Όταν F είναι η συχνότητα της ταλάντωσης

Και Τ είναι η ώρα της ταλάντωσης.

Διαβάστε επίσης:Απλή Αρμονική Κίνηση

Κίνηση ταλάντωσης

Με απλά λόγια, μπορούμε να πούμε ότι όταν ένα αντικείμενο κινείται από τη μια πλευρά στην άλλη μέσω ενός μηχανικού συστήματος, αυτή η κίνηση μπορεί να ονομαστεί κίνηση ταλάντωσης. Σε αυτό το είδος κίνησης, η δυναμική ενέργεια συχνά μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια. Η κίνηση της ταλάντωσης περιλαμβάνει έναν πλήρη κύκλο.

Τύποι ταλάντωσης

Εδώ θα δούμε τους διαφορετικούς τύπους ταλαντώσεων.

Αποσβεσμένες ταλαντώσεις

Για την ανακούφιση της διαδικασίας αποτροπής ή ελέγχου ταλαντωτικών κινήσεων, όπως μηχανικοί κραδασμοί, με απαγωγή ισχύος. Η ταλάντωση παραμένει χωρίς αντλία όπου η ισχύς επιστροφής είναι ίση με το μπλοκ για είσοδο και γι' αυτό το σύστημα περιστρέφεται με την ίδια ισχύ. Όταν δεν χρησιμοποιείται η ισχύς αποκατάστασης, η ταλάντωση σταματά απότομα. Και όταν η δύναμη αποκατάστασης που εφαρμόζεται είναι μικρότερη από την ανασταλτική δύναμη, εισάγεται μαλάκυνση.

Η μειωμένη ταλάντωση διαιρείται ανάλογα με τη διαφορά ισχύος μεταξύ της εφαρμοζόμενης ισχύος και της ενεργού δύναμης συγκράτησης. Η υγρή ταλάντωση είναι η απόλυτη ταλάντωση από άποψη χρόνου. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι ταλαντώσεις μειώνονται σε όγκο με την πάροδο του χρόνου.

Μη αποσβεσμένες ταλαντώσεις

Απεριόριστη ταλάντωση είναι η ταλάντωση κατά την οποία, όταν αφαιρεθεί από τη θέση ισορροπίας του, έχει ίση ισχύ ανάκτησης και μετανάστευση. Επομένως, σε ένα σύστημα απεριόριστης ταλάντωσης, το μέγεθος των ταλαντώσεων δεν τελειώνει και το μέγεθος της ταλάντωσης παραμένει το ίδιο. Παράδειγμα εναλλασσόμενου ρεύματος κλειστής ταλάντωσης (Κύμα AC)

Το μέγεθος του εναλλασσόμενου ρεύματος ταλαντώνεται μεταξύ δύο τιμών σε ολόκληρη την τιμή μέτρησης, επανειλημμένα και χωρίς καμία αλλαγή στο μέγεθος ή στο χρόνο. Στις εναλλασσόμενες συχνότητες, δεν υπάρχει ενεργή δύναμη λαβής και το μέγεθος του σήματος δεν είναι σχετικό με το χρόνο και διατηρεί πάντα το ίδιο πλάτος.

Μεταβλητές ταλάντωσης

Το πλάτος είναι η μέγιστη απόκλιση από το σημείο μέτρησης. Εάν το εκκρεμές μετακινηθεί ένα εκατοστό από την οριζόντια θέση πριν ξεκινήσει το ταξίδι επιστροφής, το πλάτος της ταλάντωσης είναι ένα εκατοστό.

Το διάστημα που χρειάζεται για να επιστρέψει όλο το ταξίδι με κάτι, επιστρέφει στην αρχική του θέση. Εάν το εκκρεμές ξεκινά προς τα δεξιά και χρειάζεται ένα δευτερόλεπτο για να πάει μέχρι τα αριστερά και μια άλλη στιγμή για να στρίψει δεξιά, ο χρόνος του είναι δύο δευτερόλεπτα. Ο χρόνος συνήθως μετριέται σε δευτερόλεπτα.

Συχνότητα ο αριθμός των κύκλων ανά μονάδα χρόνου. Συνήθως ισούται με ένα που χωρίζεται με το χρόνο. Συνήθως μετριέται σε Hertz ή σε κύκλους ανά δευτερόλεπτο.

Ταλαντωτές

Ο ταλαντωτής είναι ένα εργαλείο που δείχνει κίνηση σε οριζόντια θέση. Στο ρολόι του εκκρεμούς, υπάρχει μια μετάβαση από τη δυναμική ισχύ στην κινητική ενέργεια με κάθε ταλάντευση. Στην κορυφή της εκτίναξης, η δύναμη μπορεί να είναι υψηλή και αυτή η δύναμη μετατρέπεται σε κινητική δύναμη καθώς πέφτει και ωθείται προς τα πίσω από την άλλη πλευρά. Τώρα και πάνω, η κινητική ενέργεια κατεβαίνει στο αυγό και η ενεργοποιητική δύναμη ανεβαίνει ξανά, επιτρέποντας την περιστροφή επιστροφής. Η ταλάντευση συχνότητας μεταφράζεται με γρανάζια για να σημειώσει την ώρα. Το εκκρεμές θα χάσει τη δύναμή του με την πάροδο του χρόνου για να συγκρουστεί εάν το ρολόι δεν ρυθμιστεί από ένα ελατήριο. Τα σύγχρονα ρολόγια χρησιμοποιούν δονήσεις χαλαζία και ηλεκτρονικούς ταλαντωτές, αντί για κινήσεις εκκρεμούς.

Τρανζίστορ ως ενισχυτής

Ένα από τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά ενός τρανζίστορ είναι ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ενισχυτής. Τα τρανζίστορ μπορούν να λειτουργήσουν ως ενισχυτές ενώ λειτουργούν σε ενεργό περιβάλλον ή όταν είναι σωστά ευθυγραμμισμένα. Η ανάγκη για ένα τρανζίστορ ως ενισχυτή προκύπτει εάν θέλουμε να ενισχύσουμε ή να ενισχύσουμε το σήμα εισόδου. Το τρανζίστορ μπορεί να πάρει ένα πολύ μικρό ασθενές σήμα στη διασταύρωση βάσης και να απελευθερώσει το ενισχυμένο σήμα από τον συλλέκτη.

Οι ενισχυτές τρανζίστορ χρησιμοποιούνται συχνά σε RF (ραδιοσυχνότητα), OFC (επικοινωνία οπτικών ινών), ενισχυτές κ.λπ. Σε αυτή τη μελέτη, θα συζητήσουμε βασικά πώς λειτουργεί ένα τρανζίστορ ως ενισχυτής.

Διαμόρφωση Common-Emitter

Για να λειτουργήσει το τρανζίστορ ως ενισχυτής χρησιμοποιούμε συνήθως μια διαμόρφωση κοινού εκπομπού.

Απαίτηση για διαμόρφωση CE

Συνήθως χρησιμοποιούμε τη διαμόρφωση CE σε τρανζίστορ ως ενισχυτές επειδή προσφέρει μεγάλα ποσά κέρδους ρεύματος, κέρδος ισχύος και κέρδος ισχύος. Επιπλέον, υπάρχει μια μετατόπιση φάσης 180 μοιρών μεταξύ εισόδου και εξόδου. Σημαίνει ότι το σήμα εξόδου θα είναι μια βελτιωμένη παραμορφωμένη έκδοση του σήματος που δίνεται.

Καθώς φτάνουμε στο τέλος της μελέτης, πρέπει να γνωρίζουμε και να θυμόμαστε ότι για να λειτουργεί σωστά ένας ενισχυτής τρανζίστορ πρέπει να έχει τα ακόλουθα στοιχεία:

Είσοδος υψηλής σύνθετης αντίστασης.

Υψηλό κέρδος.

Υψηλό ποσοστό δολοφονιών.

Υψηλό εύρος ζώνης.

Υψηλή απόδοση.

Υψηλή σταθερότητα.

Κορυφαία γραμμή.

Ο ρόλος της αντίστασης

Οι αντιστάσεις R1 και R2 σχηματίζουν ένα κύκλωμα διαχωρισμού τάσης για την παροχή συνεχούς ρεύματος στη βάση του τρανζίστορ. Οι αντιστάσεις RC και RE ελέγχουν τα ρεύματα του συλλέκτη και τον πομπό αντίστοιχα. Μια καλή επιλογή αυτών των επιχορηγήσεων μας βοηθά να ελέγξουμε τον αριθμό των ρευμάτων. Αυτές οι αντιστάσεις παρέχουν τις απαιτούμενες τάσεις τάσης μεταξύ E-B, C-B, C-E και ρεύματος IE, IB και IC για τη λειτουργία του τρανζίστορ στο ενεργό πεδίο των στοιχείων εξόδου.

Η αντίσταση εκπομπού RE παράγει τις ακόλουθες αλλαγές στην απόδοση του ενισχυτή CE:

Προκαλεί σταθερότητα μεροληψίας

Αναγκάζει το τρέχον κέρδος να παραμείνει αμετάβλητο.

Αυξήστε την είσοδο και κλειδώστε.

Σταθεροποιεί το κέρδος τάσης.

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ

Η ταλάντωση μπορεί να είναι μια περιοδική επαναλαμβανόμενη κίνηση σε έναν κανονικό κύκλο, όπως ένα κύμα τεσσάρων κυμάτων — ένα κύμα με συνεχή κίνηση όπως μια πλάγια αιώρηση εκκρεμούς ή μια κίνηση πάνω και κάτω από το ελατήριο. κατά βάρος. Οι ταλαντευόμενες κινήσεις συμβαίνουν κοντά στο σημείο μέτρησης ή τη μέση τιμή