인덕터-커패시터 "탱크" 회로

부품 및 재료

<울>

오실로스코프

무극성 커패시터 모음(0.1μF ~ 10μF)

강압 변압기(120V/6V)

10kΩ 저항기

6볼트 배터리

전력 변압기는 하나의 권선만 연결된 인덕터로 간단하게 사용됩니다. 사용하지 않은 권선은 열어 두어야 합니다. 단순한 철심, 단일 권선 인덕터(초크라고도 함) )도 사용할 수 있지만 이러한 인덕터는 전력 변압기보다 얻기가 더 어렵습니다.

상호 참조

전기 회로의 교훈 , 2권, 6장:"공명"

학습 목표

<울>

공진 회로를 구축하는 방법을 배우려면

공진 주파수에 대한 커패시터 크기의 영향 확인

반공명 생성 방법 배우기

개략도

그림

지침

인덕터와 커패시터를 병렬로 연결한 다음 DC 전압원에 연결하여 잠시 전원을 공급하면 커패시터에서 인덕터로 또는 그 반대로 에너지가 교환되면서 발진이 발생합니다. 이러한 진동은 인덕터/커패시터 회로와 병렬로 연결된 오실로스코프로 볼 수 있습니다. 병렬 인덕터/커패시터 회로는 일반적으로 탱크 회로로 알려져 있습니다. .

중요 사항: 반대 추천합니다. 이 실험을 위해 PC/사운드 카드를 오실로스코프로 사용하는 이유는 배터리가 분리될 때 인덕터에 의해 매우 높은 전압이 생성될 수 있기 때문입니다(유도성 "반동"). 이러한 높은 전압은 확실히 사운드 카드의 입력과 컴퓨터의 다른 부분에 손상을 줄 수 있습니다.

공진 주파수라고 하는 탱크 회로의 고유 주파수 는 다음 방정식에 따라 인덕터의 크기와 커패시터의 크기에 의해 결정됩니다.

많은 소형 전력 변압기에는 약 1H의 1차(120볼트) 권선 인덕턴스가 있습니다. 이 그림을 회로의 예상 발진 주파수를 계산하기 위한 인덕턴스의 대략적인 추정치로 사용하십시오.

이상적으로는 탱크 회로에 의해 생성된 진동이 무한정 계속됩니다. 현실적으로 진동은 인덕터의 저항 및 자기 손실로 인해 여러 주기 동안 진폭이 감소합니다. 물론 "Q" 등급이 높은 인덕터는 낮은 Q 인덕터보다 더 오래 지속되는 진동을 생성합니다.

커패시터 값을 변경하고 발진 주파수에 미치는 영향을 확인하십시오. 커패시터 크기로 인해 진동 지속 시간의 변화도 확인할 수 있습니다. 인덕턴스와 커패시턴스에서 공진 주파수를 계산하는 방법을 알고 있으므로 회로 커패시턴스(커패시턴스 미터로 측정)와 공진 주파수(오실로스코프에서 측정)의 알려진 값에서 인덕터 인덕턴스를 계산하는 방법을 알아낼 수 있습니까?

저항은 진동을 완화하기 위해 의도적으로 직렬 또는 병렬로 회로에 추가될 수 있습니다. 저항 감쇠 탱크 회로 진동의 이러한 효과를 반공진이라고 합니다. . 이는 도로에서 충돌한 후 자동차가 튀는 것을 완충하는 완충 장치의 작용과 유사합니다.

컴퓨터 시뮬레이션

SPICE 노드 번호가 있는 도식:

R_스트레이 진동을 완화하고 보다 사실적인 시뮬레이션을 생성하기 위해 회로에 배치됩니다. 낮은 R_스트레이 값은 더 적은 에너지가 소실되기 때문에 더 오래 지속되는 진동을 일으킵니다. 회로에서 이 저항을 제거하면 끝없는 진동이 발생합니다.

Netlist(다음 텍스트를 포함하는 텍스트 파일 만들기, 그대로):

손실이 있는 탱크 회로 l1 1 0 1 ic=0 rstray 1 2 1000 c1 2 0 0.1u ic=6 .tran 0.1m 20m uic .plot tran v(1,0) .end 

관련 워크시트:

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공명 워크시트

수동 필터 회로 워크시트

발진기 회로 워크시트