📜  LC 振荡

📅  最后修改于: 2022-05-13 01:57:36.325000             🧑  作者: Mango

LC 振荡

直流电和交流电之间的区别在于,直流电(DC)仅沿一个方向传播,而交流电(AC)是一种有时会改变方向并随时间连续改变其幅度的电流。交流电是供应给企业和住宅的电力类型,也是消费者将厨房电器、电视、风扇和电灯插入墙壁插座时使用的能源类型。

然而,手电筒的电池是典型的直流电源。在修改电流或电压时,缩写词 AC 和 DC 经常用于表示仅交流和直流。在大多数电力电路中,最常见的交流波形是正弦波,其正半周期与正电流方向相关,反之亦然。不同的波形,如三角波或方波,用于特定应用,如吉他放大器。交流电还包括通过电缆发送的音频和无线电信号。声音(音频)或图片(视频)等信息有时通过以这些交流电形式调制 AC 载波信号来传送。这些电流的频率通常高于电力传输电流的频率。

什么是 LC 振荡?

充电电容器 (C) 连接到该电路中未充电的电感器,如名称所示 (L)。

LC振荡器

该电路将使用一个完全充电的电容器和一个完全断电的电感器。该电感器的电阻必须尽可能低(理想情况下为零)。

考虑一下:如果将充电的电容器连接到电阻器,则电阻将消耗电容器的能量,电流最终将停止。

然而,在这种情况下,电容器(存储电能)与低电阻电感器(存储磁能)相连。结果,当电感器开始从电容器吸收能量时,它会被充电,并且其能量会上升,从而导致电容器放电。当电感器完全充电时,电容器失去所有能量,电感器开始使用其存储的能量为电容器充电。能量从电容器传递到电感器,然后返回到电容器。 LC 振荡是从一个设备到另一个设备的持续能量流动。

LC振荡器的工作

当完全供电的电容器连接到断电的电感器时,电容器接收电路的所有能量,而电感器不接收任何能量。我们将存储在电容器中的能量(电能)称为 U E和存储在电感器中的磁能(U B )。

  • 电流从电容器流向电感器,使电感器通电并使电容器放电。电感器的能量开始上升,而电容器的能量开始下降。该图描绘了电路的当前状态。电路图下方的条形图显示,此时电感中存储的一半能量相当于电容器中存储的一半能量,表明电容器已将一半的能量转移到电感中。

  • 一旦电容器完全耗尽,所有电容器的能量现在都将传输到电感器。结果,大量电能转化为磁能。

  • 因为电容器已经完全耗尽并且电感器已经完全通电,所以电感器现在将开始以与电流相同的方向对电容器充电。电路的当前状态在第四张图中描述。结果,电感器的一半能量已转移到电容器。

  • 最后,电容器将再次充满电,电感器将被完全激活。另一方面,电容器的极性现在将反转。结果,如果电路中的电流再次从电容器中流出,它将以相反的方向流动。我们可以说交流周期的前半部分已经结束,而后半部分已经开始,因为电路中的电流现在具有相反的电流流动。

结果,电容器和电感器都将在循环期间完全充电两次。

LC 振荡的应用

许多电气设备,例如发射机、无线电设备、滤波器、混频器、电视、射频发生器等,都采用 LC 振荡。

  1. 为了将直流信号转换为交流信号,使用了此设备。
  2. 该谐振电路可用于升压。
  3. 它用于通过调整电感和电容水平来创建具有指定频率的信号。
  4. 它们适用于感应加热。

示例问题

问题 1:LC 振荡会发生什么?

回答:

问题2:LC电路为什么会振荡?

回答:

问题 3:LC 振荡器有什么用?

回答:

问题4:LC振荡的频率是多少?

回答:

问题 5:为什么 LC 振荡不现实?

回答:

问题 6:一个 27 mH 电感器连接到一个已充电的 30μF 电容器。电路自由振荡的角频率是多少?

解决方案: