วงจรสั่นคู่อุปนัย

พิจารณาวงจรสั่นสองวงจรที่วางตำแหน่งสัมพันธ์กัน เพื่อให้สามารถถ่ายโอนพลังงานจากวงจรแรกไปยังวงจรที่สองและในทางกลับกัน

วงจรออสซิลเลเตอร์ในสภาวะดังกล่าวเรียกว่าวงจรคู่ เนื่องจากการสั่นของแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในวงจรใดวงจรหนึ่งทำให้เกิดการสั่นของแม่เหล็กไฟฟ้าในอีกวงจรหนึ่ง และพลังงานจะเคลื่อนที่ระหว่างวงจรเหล่านี้ราวกับว่ามีการเชื่อมต่อกัน

ยิ่งการเชื่อมต่อระหว่างโซ่แน่นขึ้นเท่าใด พลังงานก็ยิ่งถูกถ่ายโอนจากโซ่หนึ่งไปยังอีกโซ่หนึ่ง โซ่ยิ่งมีอิทธิพลต่อกันและกันมากเท่านั้น

ขนาดของการเชื่อมต่อระหว่างลูปสามารถวัดได้โดยค่าสัมประสิทธิ์การควบรวมลูป Kwv ซึ่งวัดเป็นเปอร์เซ็นต์ (ตั้งแต่ 0 ถึง 100%) การต่อวงจรเป็นแบบอุปนัย (หม้อแปลง) ตัวแปลงอัตโนมัติหรือแบบคาปาซิทีฟ ในบทความนี้ เราจะพิจารณาการมีเพศสัมพันธ์แบบอุปนัย นั่นคือสถานะเมื่อปฏิสัมพันธ์ของวงจรเกิดขึ้นเนื่องจากสนามแม่เหล็ก (แม่เหล็กไฟฟ้า) เท่านั้น

การมีเพศสัมพันธ์แบบเหนี่ยวนำเรียกอีกอย่างว่าการเชื่อมต่อแบบหม้อแปลงเพราะมันเกิดขึ้นเนื่องจากการกระทำที่เหนี่ยวนำร่วมกันของวงจรที่พันกัน ในหม้อแปลงไฟฟ้ามีข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวที่โดยหลักการแล้ว วงจรออสซิลเลตไม่สามารถเชื่อมต่อได้ใกล้เคียงกันเท่าที่สังเกตได้ในหม้อแปลงทั่วไป

ในระบบของวงจรที่เชื่อมต่อ หนึ่งในนั้นขับเคลื่อนโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (จากแหล่งกระแสสลับ) วงจรนี้เรียกว่าวงจรหลัก ในรูป วงจรปฐมภูมิคือวงจรที่ประกอบด้วยองค์ประกอบ L1 และ C1 วงจรที่รับพลังงานจากวงจรปฐมภูมิเรียกว่า วงจรทุติยภูมิ ในรูปแสดงด้วยองค์ประกอบ L2 และ C2

การกำหนดค่าลิงก์และการสั่นพ้องของลูป

เมื่อกระแส I1 เปลี่ยนในขดลวด L1 ของลูปปฐมภูมิ (เพิ่มขึ้นหรือลดลง) ขนาดของการเหนี่ยวนำของสนามแม่เหล็ก B1 รอบ ๆ ขดลวดนี้จะเปลี่ยนตามไปด้วย และเส้นแรงของสนามนี้ตัดผ่านรอบของขดลวดทุติยภูมิ L2 ดังนั้นตามกฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ทำให้เกิด EMF ในนั้นซึ่งทำให้เกิด I2 ปัจจุบันในขดลวด L2 ดังนั้นจึงปรากฎว่าผ่านสนามแม่เหล็กที่พลังงานจากวงจรหลักถูกถ่ายโอนไปยังวงจรรองเช่นเดียวกับในหม้อแปลง

ลูปที่เชื่อมต่อกันในทางปฏิบัติสามารถมีการเชื่อมต่อแบบคงที่หรือแบบผันแปรได้ ซึ่งเกิดขึ้นได้จากวิธีการผลิตลูป ตัวอย่างเช่น ขดลวดของลูปสามารถพันบนเฟรมทั่วไป การตรึงอยู่กับที่ หรือมีความเป็นไปได้ทางกายภาพ การเคลื่อนที่ของขดลวดสัมพันธ์กัน ดังนั้นความสัมพันธ์ของขดลวดจึงแปรผัน ขดลวดเชื่อมโยงแบบแปรผันจะแสดงเป็นแผนผังโดยมีลูกศรข้าม

ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น ค่าสัมประสิทธิ์การมีเพศสัมพันธ์ของขดลวด Ksv สะท้อนถึงการเชื่อมต่อของวงจรเป็นเปอร์เซ็นต์ ในทางปฏิบัติ หากเราจินตนาการว่าขดลวดเหมือนกัน ก็จะแสดงว่าฟลักซ์แม่เหล็ก F1 ของ ขดลวด L1 ก็ตรงกับขดลวด L2 อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น ค่าสัมประสิทธิ์การมีเพศสัมพันธ์ Ksv แสดงให้เห็นว่า EMF เหนี่ยวนำให้เกิดในวงจรที่สองน้อยกว่า EMF ที่สามารถเหนี่ยวนำได้กี่ครั้งหากเส้นแรงแม่เหล็กทั้งหมดของขดลวด L1 มีส่วนร่วมในการสร้าง

เพื่อให้ได้กระแสและแรงดันสูงสุดที่มีในวงจรที่เชื่อมต่อ จะต้องคงอยู่ ในเสียงสะท้อนซึ่งกันและกัน.

การสั่นพ้องในวงจรส่งสัญญาณ (หลัก) สามารถเป็นการสั่นพ้องของกระแสหรือการสั่นพ้องของแรงดันไฟฟ้าขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ของวงจรหลัก: หากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเชื่อมต่อกับวงจรเป็นอนุกรมการสั่นพ้องจะเป็นแรงดันไฟฟ้าหากเป็นแบบขนาน - เสียงสะท้อนของกระแสน้ำ โดยปกติจะมีการสั่นพ้องของแรงดันไฟฟ้าในวงจรทุติยภูมิ เนื่องจากคอยล์ L2 นั้นทำหน้าที่เป็นแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่ต่ออนุกรมกับวงจรทุติยภูมิได้อย่างมีประสิทธิภาพ

เมื่อมีการวนซ้ำที่เชื่อมโยงกับ CWS บางตัว การปรับแต่งเสียงสะท้อนจะดำเนินการตามลำดับต่อไปนี้ วงจรปฐมภูมิได้รับการปรับเพื่อให้ได้เสียงสะท้อนในลูปปฐมภูมิ นั่นคือ จนกว่าจะถึงกระแส I1 สูงสุด

ขั้นตอนต่อไปคือการตั้งค่าวงจรทุติยภูมิเป็นกระแสสูงสุด (แรงดันสูงสุดที่ C2) จากนั้นวงจรปฐมภูมิจะถูกปรับเนื่องจากฟลักซ์แม่เหล็ก F2 จากขดลวด L2 ส่งผลกระทบต่อฟลักซ์แม่เหล็ก F1 และความถี่เรโซแนนซ์ของลูปปฐมภูมิเปลี่ยนไปเล็กน้อยเนื่องจากวงจรกำลังทำงานร่วมกัน

สะดวกที่จะมีตัวเก็บประจุแบบปรับได้ C1 และ C2 ในเวลาเดียวกันเมื่อตั้งค่าวงจรที่เชื่อมต่อซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของบล็อกเดียว ความเป็นไปได้ในการปรับอีกประการหนึ่งคือการเชื่อมต่อตัวเก็บประจุเพิ่มเติมที่มีความจุค่อนข้างน้อยควบคู่ไปกับตัวเก็บประจุหลัก

นอกจากนี้ยังสามารถปรับเรโซแนนซ์ได้ด้วยการปรับความเหนี่ยวนำของขดลวดพันแผล เช่น โดยการย้ายแกนภายในขดลวด แกนที่ "ปรับได้" ดังกล่าวจะถูกระบุด้วยเส้นประซึ่งถูกข้ามด้วยลูกศร

กลไกการทำงานของโซ่ต่อกันและกัน

เหตุใดวงจรทุติยภูมิจึงส่งผลต่อวงจรปฐมภูมิ และสิ่งนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร? I2 ปัจจุบันของวงจรทุติยภูมิสร้างฟลักซ์แม่เหล็ก F2 ของตัวเองซึ่งบางส่วนข้ามรอบของขดลวด L1 และทำให้เกิด EMF ซึ่งกำกับอยู่ (ตามกฎของ Lenz) เทียบกับ I1 ปัจจุบัน ดังนั้นเราจึงพยายามลดมันลง โดยมองหาวงจรหลักเป็นความต้านทานเพิ่มเติม นั่นคือ ความต้านทานที่แนะนำ

เมื่อปรับวงจรทุติยภูมิไปที่ความถี่เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ความต้านทานที่ป้อนเข้าสู่วงจรปฐมภูมิจะทำงานอย่างเดียว

ความต้านทานที่แนะนำจะยิ่งมากขึ้น วงจรยิ่งแข็งแกร่ง นั่นคือ Kws ยิ่งมาก ความต้านทานที่วงจรทุติยภูมินำมาสู่วงจรหลักก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ในความเป็นจริง ความต้านทานการแทรกนี้เป็นลักษณะของปริมาณพลังงานที่ถ่ายโอนไปยังวงจรทุติยภูมิ

หากวงจรทุติยภูมิได้รับการปรับตามความถี่ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ความต้านทานที่นำมาใช้จะมีส่วนประกอบปฏิกิริยา (แบบคาปาซิทีฟหรืออุปนัย ขึ้นอยู่กับทิศทางที่วงจรแตกแขนง) .

ขนาดของการเชื่อมต่อระหว่างรูปทรง

พิจารณาการพึ่งพากราฟิกของกระแสของวงจรทุติยภูมิกับความถี่ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่สัมพันธ์กับปัจจัยการมีเพศสัมพันธ์ Kww ของวงจร ยิ่งการประกบกันของรูปทรงมีขนาดเล็กลง เสียงสะท้อนก็จะยิ่งคมชัดขึ้น และเมื่อ Kww เพิ่มขึ้น จุดสูงสุดของเส้นโค้งการสั่นพ้องจะแบนลงก่อน (การควบรวมที่สำคัญ) และจากนั้น หากการต่อประสานยิ่งแข็งแกร่งขึ้น ก็จะได้ลักษณะสองด้าน

การเชื่อมต่อที่สำคัญถือว่าเหมาะสมที่สุดจากมุมมองของการได้รับพลังงานสูงสุดในวงจรทุติยภูมิหากวงจรเหมือนกัน ปัจจัยการมีเพศสัมพันธ์สำหรับโหมดที่เหมาะสมนั้นมีค่าเท่ากับค่าการลดทอน (ส่วนกลับของปัจจัย Q ของวงจร Q)

การเชื่อมต่อที่แรง (สำคัญกว่า) ทำให้เกิดการลดลงของเส้นโค้งเรโซแนนซ์ และยิ่งการเชื่อมต่อนี้แรงขึ้นเท่าใด ความถี่ที่ลดลงก็จะยิ่งกว้างขึ้นเท่านั้น ด้วยการเชื่อมต่อที่แข็งแรงของวงจรพลังงานจากลูปหลักจะถูกถ่ายโอนไปยังวงจรสำรองที่มีประสิทธิภาพมากกว่า 50% วิธีนี้ใช้ในกรณีที่จำเป็นต้องถ่ายโอนพลังงานจากวงจรหนึ่งไปยังอีกวงจรหนึ่ง

การมีเพศสัมพันธ์ที่อ่อนแอ (น้อยกว่าวิกฤต) ให้เส้นโค้งเรโซแนนซ์ที่มีรูปร่างเหมือนกับวงจรเดียว การมีเพศสัมพันธ์แบบอ่อนจะใช้ในกรณีที่ไม่จำเป็นต้องถ่ายโอนพลังงานที่สำคัญจากวงจรปฐมภูมิไปยังวงจรทุติยภูมิที่มีประสิทธิภาพสูง และเป็นที่พึงปรารถนาที่วงจรทุติยภูมิจะส่งผลกระทบต่อวงจรปฐมภูมิให้น้อยที่สุดยิ่ง Q-factor ของวงจรทุติยภูมิสูงเท่าใด แอมพลิจูดของกระแสในวงจรสั่นพ้องก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น จุดอ่อนเหมาะสำหรับการวัดในอุปกรณ์วิทยุ