Περιεχόμενο
- Ένα κύκλωμα απλού ταλαντωτή - ένας ταλαντωτής LC
- Δημιουργία εξαρτημάτων για έναν ταλαντωτή DIY
- Ετοιμάστε, Ρυθμίστε, Τραβήξτε
- Χρησιμοποιεί έναν ταλαντωτή πυκνωτών
Στη φυσική, ένας ταλαντωτής είναι οποιαδήποτε συσκευή που μετατρέπει συνεχώς την ενέργεια από τη μια μορφή στην άλλη. Ένα εκκρεμές είναι ένα απλό παράδειγμα. Όταν στην κορυφή της ταλάντευσης, όλη της η ενέργεια είναι δυναμική ενέργεια, ενώ στο κάτω μέρος, όταν κινούνται με τη μέγιστη ταχύτητα, έχει μόνο κινητική ενέργεια. Εάν καταγράψατε τη σχέση δυναμικού με την κινητική ενέργεια πάνω από το αυτί, θα έχετε μια επαναλαμβανόμενη κυματομορφή. Η κίνηση ενός εκκρεμούς είναι συνεχής, επομένως το κύμα θα είναι ένα καθαρό ημιτονοειδές κύμα. Η δυναμική ενέργεια που ξεκινάει η κυκλική διαδικασία, παρέχεται από την εργασία που κάνετε για την ανύψωση του εκκρεμούς. Μόλις το αφήσετε, το εκκρεμές θα ταλαντεύεται για πάντα αν δεν ήταν για τη δύναμη της τριβής του αέρα που αντιστέκεται στην κίνησή του.
Αυτή είναι η αρχή πίσω από έναν ηλεκτρονικό ταλαντωτή αντήχησης. Η τάση που παρέχεται από μια πηγή ρεύματος συνεχούς ρεύματος, όπως μια μπαταρία, είναι ανάλογη με την εργασία που κάνετε όταν ανυψώνετε ένα εκκρεμές και το ηλεκτρικό ρεύμα που απελευθερώνεται, το οποίο ρέει από την πηγή ισχύος, κυκλώνει μεταξύ ενός πυκνωτή και ενός επαγωγικού πηνίου. Αυτός ο τύπος κυκλώματος είναι γνωστός ως LC ταλαντωτής, όπου L υποδηλώνει το επαγωγικό πηνίο και το C δηλώνει τον πυκνωτή. Αυτός δεν είναι ο μόνος τύπος ταλαντωτή, αλλά ένας ταλαντωτής DIY που μπορείτε να κατασκευάσετε χωρίς την ανάγκη συγκόλλησης ηλεκτρονικών εξαρτημάτων σε ένα κύκλωμα.
Ένα κύκλωμα απλού ταλαντωτή - ένας ταλαντωτής LC
Ένας τυπικός ταλαντωτής LC αποτελείται από έναν πυκνωτή και ένα επαγωγικό πηνίο καλωδιωμένο παράλληλα και συνδεδεμένο με μια πηγή ισχύος DC. Η ισχύς ρέει στον πυκνωτή, που είναι μια ηλεκτρονική συσκευή που αποτελείται από δύο πλάκες που χωρίζονται από ένα μονωτικό υλικό γνωστό ως διηλεκτρικό. Η πλάκα εισόδου φορτίζεται στη μέγιστη τιμή της και όταν φτάσει σε πλήρη φόρτιση ρέει ρεύμα διαμέσου της μόνωσης στην άλλη πλάκα και συνεχίζει στο πηνίο. Το ρεύμα που ρέει διαμέσου του πηνίου προκαλεί τότε ένα μαγνητικό πεδίο στον πυρήνα του επαγωγέα.
Όταν ο πυκνωτής έχει αποφορτιστεί πλήρως και το ρεύμα σταματήσει να ρέει, το μαγνητικό πεδίο στον πυρήνα του επαγωγέα αρχίζει να διαχέεται, το οποίο παράγει ένα επαγωγικό ρεύμα που ρέει προς την αντίθετη κατεύθυνση προς την πλάκα εξόδου του πυκνωτή. Αυτή η πλάκα φορτίζεται τώρα στη μέγιστη τιμή της και εκκενώνει ρεύμα προς την αντίθετη κατεύθυνση προς το πηνίο του επαγωγέα. Αυτή η διαδικασία θα συνεχιζόταν για πάντα αν δεν ήταν ηλεκτρική αντίσταση και διαρροή από τον πυκνωτή. Αν σχεδιάσατε τη ροή ρεύματος, θα έχετε μια κυματομορφή που εκφυλίζεται βαθμιαία σε μια οριζόντια γραμμή στον άξονα x.
Δημιουργία εξαρτημάτων για έναν ταλαντωτή DIY
Μπορείτε να κατασκευάσετε τα εξαρτήματα που χρειάζεστε για ένα κύκλωμα ταλαντωτών DIY χρησιμοποιώντας υλικά γύρω από το σπίτι. Ξεκινήστε με τον πυκνωτή. Ξετυλίξτε ένα φύλλο από πλαστικό περιτύλιγμα τροφής μήκους περίπου 3 ποδιών και, στη συνέχεια, τοποθετήστε ένα φύλλο φύλλου αλουμινίου σε αυτό που δεν είναι αρκετά τόσο φαρδύ ή όσο καιρό. Καλύψτε το με ένα άλλο φύλλο πλαστικού ταυτόσημο με το πρώτο και στη συνέχεια τοποθετήστε ένα δεύτερο φύλλο φύλλου, το ίδιο με το πρώτο φύλλο φύλλου, επάνω από αυτό. Το φύλλο είναι το αγώγιμο υλικό που αποθηκεύει το φορτίο και το πλαστικό είναι το διηλεκτρικό υλικό ανάλογο με την μονωτική πλάκα σε έναν τυπικό πυκνωτή. Ταινία ένα μήκος χάλκινο σύρμα 18 μετρητή σε κάθε φύλλο του φύλλου, και στη συνέχεια να κυλήσει τα πάντα σε σχήμα πούρου και περιτύλιγμα ταινία γύρω από το για να το κρατήσει μαζί.
Για να δημιουργήσετε ένα επαγωγικό πηνίο, χρησιμοποιήστε ένα μεγάλο μπουλόνι από χάλυβα, όπως ένα μπουλόνι μεταφοράς 1 / 2- ή 3/4 ιντσών, για τον πυρήνα. Τυλίξτε το σύρμα μήκους 18 ή 20 γύρω από αυτό μερικές εκατοντάδες φορές - όσο περισσότερες φορές τυλίγετε το καλώδιο, τόσο περισσότερη τάση θα παράγει το πηνίο. Τυλίξτε το καλώδιο σε στρώματα και αφήστε τα δύο άκρα του καλωδίου ελεύθερα για να κάνετε συνδέσεις.
Θα χρειαστείτε μια πηγή ρεύματος DC. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μία μόνο μπαταρία 9 volt. Χρειάζεστε επίσης κάτι για να ελέγξετε το κύκλωμα. Θα μπορούσατε να χρησιμοποιήσετε ένα πολύμετρο, αλλά ένας λαμπτήρας LED είναι ευκολότερος (και πιο δραματικός).
Ετοιμάστε, Ρυθμίστε, Τραβήξτε
Για να ξεκινήσετε τα πράγματα, πρέπει να συνδέσετε τον πυκνωτή και τον επαγωγέα παράλληλα. Κάνετε αυτό περιστρέφοντας ένα σύρμα από τον επαγωγέα σε ένα από τα σύρματα πυκνωτών και στη συνέχεια περιστρέφοντας τα άλλα δύο σύρματα. Η πολικότητα δεν είναι σημαντική, οπότε δεν έχει σημασία ποια καλώδια θα επιλέξετε.
Στη συνέχεια, πρέπει να φορτίσετε τον πυκνωτή. Κάνετε αυτό με ένα ζεύγος καλωδίων που διαθέτουν κλιπ αλλιγάτορας και στις δύο άκρες ή να έχετε ένα κλιπ μπαταρίας που ταιριάζει στην κορυφή μιας μπαταρίας 9 volt. Σφίξτε ένα καλώδιο σε ένα ζεύγος συστραμμένων συρμάτων και το άλλο άκρο σε έναν από τους ελεύθερους ακροδέκτες της μπαταρίας και στη συνέχεια χρησιμοποιήστε το άλλο σύρμα για να συνδέσετε το άλλο ζεύγος καλωδίων με το άλλο τερματικό της μπαταρίας.
Μπορεί να χρειαστούν 5 ή 10 λεπτά για να φορτιστεί ο πυκνωτής και το κύκλωμα να αρχίσει να ταλαντεύεται. Αφού περάσει αυτός ο χρόνος, αποσυνδέστε ένα καλώδιο από την μπαταρία και σφίξτε το σε ένα από τα καλώδια της λυχνίας LED, στη συνέχεια αποσυνδέστε το άλλο καλώδιο και σφίξτε το πάνω στο άλλο καλώδιο LED. Μόλις ολοκληρώσετε το κύκλωμα, η λυχνία LED θα πρέπει να αρχίσει να τρεμοπαίζει. Αυτό είναι το σημάδι ότι ο ταλαντωτής λειτουργεί. Αφήστε το κύκλωμα συνδεδεμένο για να δείτε πόσο καιρό το LED συνεχίζει να τρεμοπαίζει.
Χρησιμοποιεί έναν ταλαντωτή πυκνωτών
Ο ταλαντωτής που μπορείτε να φτιάξετε με έναν πυκνωτή περιτύλιξης με αλουμινόχαρτο και έναν επαγωγέα μπουλονιού μεταφοράς είναι ένα παράδειγμα ενός κυκλώματος δεξαμενής LC ή ενός ταλαντωτή ρύθμισης. Ο τύπος του ταλαντωτή που χρησιμοποιείται για τη λήψη και λήψη ραδιοσημάτων, δημιουργώντας ραδιοκύματα και συχνότητες ανάμειξης. Ένας άλλος σημαντικός ταλαντωτής πυκνωτών είναι αυτός που χρησιμοποιεί πυκνωτές και αντιστάσεις για τη μετατροπή σημάτων εισόδου DC σε παλμικά σήματα AC. Αυτός ο τύπος ταλαντωτή είναι γνωστός ως ένας ταλαντωτής RC (αντιστάτης / πυκνωτής) και συνήθως ενσωματώνει ένα ή περισσότερα τρανζίστορ στο σχεδιασμό του.
Οι ταλαντωτές RC έχουν πολλαπλές χρήσεις. Υπάρχει ένα σε κάθε μετατροπέα, το οποίο είναι ένα μηχάνημα που μετατρέπει το ρεύμα συνεχούς ρεύματος στο ρεύμα AC σπίτι. Ένας μετατροπέας είναι ένα σημαντικό στοιχείο κάθε φωτοβολταϊκού ηλεκτρικού συστήματος. Επιπλέον, οι ταλαντωτές RC είναι συνηθισμένοι στον εξοπλισμό ήχου. Οι συνθέτες χρησιμοποιούν ταλαντωτές RC για να παράγουν τους ήχους που κάνουν.
Δεν είναι τόσο εύκολο να κατασκευάσετε έναν ταλαντωτή RC με υλικά που βρέθηκαν. Για να κάνετε ένα, πρέπει συνήθως να εργαστείτε με τα πραγματικά κυκλώματα, τις πλακέτες κυκλωμάτων και ένα συγκολλητικό σίδερο. Μπορείτε εύκολα να βρείτε διαγράμματα για ένα απλό κύκλωμα κύκλωμα ταλαντωτή RC online. Η κυματομορφή από τον ταλαντωτή πυκνωτή εξαρτάται από την χωρητικότητα των πυκνωτών, την αντίσταση των αντιστάσεων που χρησιμοποιούνται στο κύκλωμα και την τάση εισόδου. Η σχέση είναι λίγο πολύπλοκη μαθηματικά αλλά εύκολο να δοκιμαστεί πειραματικά με την κατασκευή κυκλωμάτων ταλαντωτών με μια ποικιλία εξαρτημάτων.