Quá trình dao động trong kỹ thuật điện và điện tử, các loại dao động
Quá trình dao động — một quá trình với các mức độ lặp lại khác nhau. Tất cả các quá trình dao động được chia thành 2 lớp: định kỳ và không định kỳ. Về lý thuyết, chúng cũng sử dụng một lớp trung gian—các dao động gần như tuần hoàn.
Một quá trình dao động được gọi là tuần hoàn, trong đó giá trị đặc trưng cho quá trình này, lấy ở bất kỳ thời điểm nào, sau một khoảng thời gian T nhất định có cùng giá trị.
Hàm f(t) là một biểu thức toán học của quá trình dao động, được gọi là tuần hoàn với chu kì T nếu nó thoả mãn điều kiện f(t + T) = f(t).
Trong số các loại quá trình dao động định kỳ, dao động điều hòa hoặc hình sin đóng vai trò chính, trong đó sự thay đổi của một đại lượng vật lý theo thời gian xảy ra theo quy luật sin hoặc cosin. Kỷ lục tổng thể của họ là:
y = f(t) = aCos((2π / T)t — φ),
trong đó a — biên độ của dao động, φ là pha của dao động, 1 /T = f — tần số và 2πf = ω — tần số của dao động tuần hoàn hoặc tròn.
Ứng dụng của dao động hình sin và đặc điểm của chúng:
Các cách đồ họa để hiển thị dòng điện xoay chiều
Một hàm gần như tuần hoàn tương ứng với việc đọc các dao động tuần hoàn được xác định bởi điều kiện:
| f · (t + τ) — f (t) | <= ε trong đó ε — gán một giá trị cho mỗi giá trị T.
Đại lượng τ trường hợp này được gọi là hầu. Nếu giá trị ε rất nhỏ so với giá trị trung bình của f(t) tại thời điểm T, thì hàm giả tuần hoàn sẽ gần với hàm tuần hoàn.
Các dao động không định kỳ đa dạng hơn nhiều so với các dao động định kỳ. Nhưng thường xuyên nhất trong tự động hóa, người ta phải đáp ứng các dao động hình sin giảm dần hoặc tăng dần.
Các dao động theo quy luật của hình sin tắt dần hay, như đôi khi chúng được gọi là dao động điều hòa tắt dần, có thể được biểu diễn dưới dạng tổng quát:
x = Ae-δTcos·(ω + φ),
trong đó t là thời gian, A và φ là các hằng số tùy ý. Kí hiệu chung của quy luật tăng dần dao động điều hòa chỉ khác nhau về dấu của hệ số tắt dần δ[1 giây].
Quả sung. 1 — quá trình dao động, Hình. 2. — quy trình tuần hoàn, hình. 3. — dao động điều hòa tắt dần, hình. 4. — tăng dao động điều hòa.
Một ví dụ về ứng dụng của quá trình dao động là mạch dao động đơn giản nhất.
Mạch dao động (mạch điện) — một mạch điện thụ động trong đó các dao động điện có thể xảy ra với tần số được xác định bởi các tham số của chính mạch đó.
Mạch dao động đơn giản nhất gồm điện dung C và cuộn cảm L. Khi không có tác động từ bên ngoài thì dao động tắt dần với tần số εО = 1/2π√LC.
Biên độ của các rung động giảm theo ví dụ-δT, trong đó δ là hệ số giảm chấn. Nếu δ >= eO thì dao động tắt dần trong mạch trở nên không tuần hoàn.
Trong điện tử, chất lượng của mạch dao động được xác định bởi hệ số chất lượng: Q = nf/δ... Khi có ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên mạch dao động thì trong mạch dao động xảy ra dao động cưỡng bức. Biên độ của các dao động cưỡng bức tăng đáng kể đối với các mạch Q cao nếu tần số của tác động bên ngoài gần bằng eo (cộng hưởng). Mạch dao động là một trong những bộ phận chính trong mạch khuếch đại cộng hưởng, máy phát điện và các thiết bị điện tử khác.
Xem thêm về chủ đề này: Ứng dụng của cộng hưởng điện áp và cộng hưởng dòng điện