Rc, rl at rlc circuit

Ang kabuuan ng mga bahagi ng electronics ay maaaring madulas sa dalawang malawak na kategorya, ang isa ay ang mga Aktibong bahagi at ang isa bilang mga Passive na bahagi. Kasama sa mga bahagi ng Passive ang Resistor (R), Capacitor (C) at ang Inductor (L). Ito ang tatlong pinaka ginagamit na mga sangkap sa electronics circuit at mahahanap mo ang mga ito sa halos bawat circuit ng aplikasyon. Ang tatlong mga sangkap na magkasama sa iba't ibang mga kumbinasyon ay bubuo ng mga RC, RL at RLC circuit at mayroon silang maraming mga application tulad ng mula sa pag-filter ng mga circuit, Tube light chokes, multivibrator atbp. Kaya sa tutorial na ito malalaman natin ang pangunahing mga circuit na ito, ang teorya sa likod sila at kung paano gamitin ang mga ito sa aming mga circuit.

Bago kami tumalon sa pangunahing mga paksa ay hinahayaan na maunawaan kung ano ang ginagawa ng isang R, L at C sa isang circuit.

Resistor: Ang mga resistor ay tinukoy ng letrang "R". Ang risistor ay isang elemento na nagpapalabas ng enerhiya na karamihan sa anyo ng init. Magkakaroon ito ng isang pagbagsak ng Boltahe sa kabuuan nito na mananatiling naayos para sa isang nakapirming halaga ng kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan nito.

Capacitor: Ang mga capacitor ay naipahiwatig ng letrang "C". Ang isang kapasitor ay isang elemento na nag-iimbak ng enerhiya (pansamantala) sa anyo ng electric field. Ang capacitor ay lumalaban sa mga pagbabago sa boltahe. Maraming uri ng mga capacitor, kung saan ang ceramic capacitor at ang electrolytic capacitors ay kadalasang ginagamit. Siningil sila sa isang direksyon at naglalabas sa kabaligtaran

Inductor: Ang mga inductor ay sinisimbolo ng titik na "L". Ang isang Inductor ay katulad din sa capacitor, nag-iimbak din ito ng enerhiya ngunit naimbak sa anyo ng magnetic field. Labanan ng mga inductor ang kasalukuyang pagbabago. Ang mga inductors ay karaniwang isang coil injury wire at bihirang gamitin kumpara sa dating dalawang sangkap.

Kapag ang Resistor, Capacitor at Inductors na ito ay pinagsama maaari nating mabuo ang mga circuit tulad ng RC, RL at RLC circuit na nagpapakita ng mga tugon na umaasa sa oras at dalas na kapaki-pakinabang sa maraming mga aplikasyon ng AC na nabanggit na. Ang isang RC / RL / RLC circuit ay maaaring magamit bilang isang filter, oscillator at higit pa hindi posible na masakop ang bawat aspeto sa tutorial na ito, kaya matututunan natin ang pangunahing pag-uugali ng mga ito sa tutorial na ito.

Pangunahing Prinsipyo ng RC / RL at RLC circuits:

Bago kami magsimula sa bawat paksa ipaalam sa amin kung paano kumilos ang isang Resistor, Capacitor at isang Inductor sa isang electronic circuit. Para sa hangarin ng pag-unawa isaalang-alang natin ang isang simpleng circuit na binubuo ng isang kapasitor at risistor sa serye na may isang supply ng kuryente (5V). Sa kasong ito kapag ang suplay ng kuryente ay konektado sa pares ng RC, ang boltahe sa kabuuan ng Resistor (Vr) ay tumaas sa maximum na halaga habang ang boltahe sa kabuuan ng capacitor (Vc) ay mananatili sa zero, pagkatapos ay dahan-dahang nagsisimulang mag-charge ang capacitor ang boltahe sa kabuuan ng risistor ay magbabawas at ang boltahe sa kabuuan ng kapasitor ay tataas hanggang ang boltahe ng resistor (Vr) ay umabot sa Zero at ang Capacitor boltahe (Vc) ay umabot sa maximum na halaga. Ang circuit at ang form ng alon ay makikita sa GIF sa ibaba

Pag-aralan natin ang form ng alon sa imahe sa itaas upang maunawaan kung ano ang aktwal na nangyayari sa circuit. Ang isang mahusay na nakalarawan na waveform ay ipinapakita sa imahe sa ibaba.

Kapag ang switch ay naka-on ang boltahe sa kabuuan ng risistor (pulang alon) naabot ang maximum nito at ang boltahe sa kabuuan ng capacitor (asul na alon) ay mananatili sa zero. Pagkatapos ang pagsingil ng kapasitor at ang Vr ay magiging zero at ang Vc ay magiging maximum. Katulad nito kapag ang switch ay naka-off ang mga capacitor na naglalabas at samakatuwid ang negatibong boltahe ay lilitaw sa kabuuan ng Resistor at habang ang kapasitor ay naglalabas ng parehong capacitor at resistor boltahe ay naging zero tulad ng ipinakita sa itaas.

Ang pareho ay maaaring mailarawan din sa mga inductor. Palitan ang capacitor ng isang inductor at ang waveform ay makikita lamang sa salamin, iyon ang boltahe sa kabuuan ng risistor (Vr) ay magiging zero kapag ang switch ay nakabukas dahil ang buong boltahe ay lilitaw sa kabuuan ng Inductor (Vl). Tulad ng pagsingil ng inductor ng boltahe sa kabuuan (Vl) aabot ito sa zero at ang boltahe sa kabuuan ng risistor (Vr) ay maaabot ang maximum na boltahe.

RC circuit:

Ang RC circuit (Resistor Capacitor Circuit) ay binubuo ng isang Capacitor at isang Resistor na konektado alinman sa serye o parallel sa isang boltahe o kasalukuyang mapagkukunan. Ang mga uri ng circuit ay tinatawag ding RC filters o RC network dahil ang mga ito ay karaniwang ginagamit sa mga pagsala ng application. Maaaring magamit ang isang RC circuit upang makagawa ng ilang mga filter na krudo tulad ng mga low-pass, high-pass at Band-Pass filter. Ang isang unang order RC circuit ay binubuo lamang ng isang Resistor at isang Capacitor at susuriin namin ang pareho sa tutorial na ito

Upang maunawaan ang RC circuit ipaalam sa amin lumikha ng isang Pangunahing circuit sa proteus at ikonekta ang pagkarga sa buong saklaw upang pag-aralan kung paano ito kumilos. Ang circuit kasama ang waveform ay ibinibigay sa ibaba

Nakakonekta namin ang isang pag-load (light bombilya) ng kilalang paglaban 1k Ohms sa serye na may kapasitor na 470uF upang makabuo ng isang RC circuit. Ang circuit ay pinalakas ng isang 12V na baterya at ginagamit ang isang switch upang isara at buksan ang circuit. Ang waveform ay sinusukat sa buong bombilya at ipinapakita sa dilaw na kulay sa imahe sa itaas.

Pauna kapag ang switch ay bukas na maximum na boltahe (12V) ay lilitaw sa kabuuan ng resistive light bombilya load (Vr) at ang boltahe sa buong capacitor ay magiging zero. Kapag ang switch ay sarado ang boltahe sa kabuuan ng risistor ay mahuhulog sa zero at pagkatapos habang naniningil ang capacitor ang boltahe ay maabot pabalik sa maximum tulad ng ipinakita sa grap.

Ang oras na ginugugol para sa pagsingil ng capacitor ay ibinibigay ng mga formula na T = 5Ƭ, kung saan ang "Ƭ" ay kumakatawan sa tou (Time pare-pareho).

Kalkulahin natin ang oras na ginugol para sa aming capacitor upang mag-charge up sa circuit.

Ƭ = RC = (1000 * (470 * 10 ^ -6)) = 0.47 segundo T = 5Ƭ = (5 * 0.47) T = 2.35 segundo.

Nakalkula namin na ang oras na ginugol para sa capacitor upang mag-charge up ay magiging 2.35 segundo, ang pareho ay maaari ding mapatunayan mula sa grap sa itaas. Ang oras na ginugol para maabot ang Vr mula 0V hanggang 12V ay katumbas ng oras na ginugol para mag-charge ang capacitor mula 0V hanggang sa maximum voltage. Ang grap ay inilalarawan gamit ang mga cursor sa larawan sa ibaba.

Katulad nito maaari din nating kalkulahin ang boltahe sa buong capacitor sa anumang naibigay na oras at ang kasalukuyang sa pamamagitan ng capacitor sa anumang naibigay na oras gamit ang mga formula sa ibaba

V (t) = V _B (1 - e ^{-t / RC}) I (t) = I _o (1 - e ^{-t / RC})

Kung saan, ang V _B ay ang boltahe ng baterya at ang _o kasalukuyang output ng circuit. Ang halaga ng t ay ang oras (sa mga segundo) kung saan ang boltahe o kasalukuyang halaga ng capacitor ay dapat makalkula.

RL circuit:

Ang RL Circuit (Resistor Inductor Circuit) ay binubuo ng isang Inductor at isang Resistor na muling konektado alinman sa serye o parallel. Ang isang serye ng RL circuit ay hinihimok ng mapagkukunan ng boltahe at ang isang parallel RL circuit ay hinihimok ng isang kasalukuyang mapagkukunan. Ang RL circuit ay karaniwang ginagamit bilang mga passive filter, ang isang unang order na RL circuit na may isang inductor lamang at isang capacitor ay ipinapakita sa ibaba

Katulad nito sa isang RL circuit kailangan nating palitan ang Capacitor ng isang Inductor. Ang Banayad na bombilya ay ipinapalagay na kumilos bilang isang purong resistive load at ang paglaban ng bombilya ay nakatakda sa isang kilalang halaga na 100 ohms.

Kapag bukas ang circuit, ang boltahe sa kabuuan ng resistive load ay magiging maximum at kapag sarado ang switch ang boltahe mula sa baterya ay ibinahagi sa pagitan ng inductor at ng resistive load. Mabilis na naniningil ang inductor at samakatuwid isang biglaang pagbagsak ng boltahe ang mararanasan ng resistive load na R.

Ang oras na ginugol para sa inductor upang mag-charge up ay maaaring kalkulahin gamit ang formula na T = 5Ƭ, kung saan ang "Ƭ" ay kumakatawan sa tou (Pare-pareho sa oras).

Kalkulahin natin ang oras na ginugol para sa aming inductor upang maningil sa circuit. Dito namin ginamit ang isang inductor ng halagang 1mH at ang risistor ng halagang 100 Ohms

Ƭ = L / R = (1 * 10 ^ -3) / (100) = 10 ^ -5 segundo T = 5Ƭ = (5 * 10 ^ -5) = 50 * 10 ^ -6 T = 50 u segundo.

Katulad nito, maaari din nating kalkulahin ang boltahe sa kabuuan ng Inductor sa anumang naibigay na oras at ang kasalukuyang sa pamamagitan ng Inductor sa anumang naibigay na oras gamit ang mga pormula sa ibaba

V (t) = V _B (1 - e ^{-tR / L}) I (t) = I _o (1 - e ^{-tR / L})

Kung saan, ang V _B ay ang boltahe ng baterya at ang _o kasalukuyang output ng circuit. Ang halaga ng t ay ang oras (sa mga segundo) kung saan ang boltahe o kasalukuyang halaga ng Inductor ay dapat kalkulahin.

RLC Circuit:

Ang isang RLC circuit tulad ng ipinahihiwatig ng pangalan ay binubuo ng isang Resistor, Capacitor at Inductor na konektado sa serye o parallel. Ang circuit ay bumubuo ng isang Oscillator circuit na karaniwang ginagamit sa mga radio receivers at telebisyon. Karaniwan din itong ginagamit bilang mga damper circuit sa mga analog application. Ang pag-aari ng resonance ng isang unang order ng RLC circuit ay tinalakay sa ibaba

Ang RLC circuit ay tinatawag ding serye ng resonance circuit, oscillating circuit o isang tuned circuit. Ang circuit na ito ay may kakayahang magbigay ng isang resonant frequency signal tulad ng ipinakita sa imaheng nasa ibaba

Narito mayroon kaming isang capacitor C1 ng 100u at isang Inductor L1 ng 10mH na konektado na serye ng lata sa pamamagitan ng isang switch. Dahil ang kawad na kumokonekta sa C at L ay magkakaroon ng ilang panloob na paglaban, ipinapalagay na ang isang maliit na halaga ng paglaban ay naroroon dahil sa kawad.

Una, pinapanatili namin ang switch 2 bilang bukas at isara ang switch 1 upang singilin ang capacitor mula sa pinagmulan ng baterya (9V). Pagkatapos sa sandaling sisingilin ang capacitor ang switch 1 ay binuksan at pagkatapos ay ang switch 2 ay sarado.

Sa sandaling sarado ang switch ang singil na nakaimbak sa capacitor ay lilipat patungo sa inductor at singilin ito. Kapag ang capacitor ay ganap na na-dis-charge, ang inductor ay magsisimulang maglabas pabalik sa capacitor sa ganitong paraan ang mga singil ay dumadaloy papunta at pabalik-balik sa pagitan ng inductor at ng capacitor. Ngunit dahil magkakaroon ng ilang pagkawala sa mga singil sa prosesong ito ang kabuuang pagsingil ay dahan-dahang babawasan hanggang sa umabot sa zero tulad ng ipinakita sa grap sa itaas.

Mga Aplikasyon:

Ang mga Resistors, Inductors at Capacitor ay maaaring maging normal at simpleng mga sangkap ngunit kapag pinagsama sila upang makatipon upang bumuo ng mga circuit tulad ng RC / RL at RLC circuit ay nagpapakita sila ng kumplikadong pag-uugali na ginagawang angkop para sa isang malawak na hanay ng aplikasyon. Ilan sa mga ito ang nakalista sa ibaba

• Mga sistema ng komunikasyon
• Pagpoproseso ng Signal
• Boltahe / Kasalukuyang pagpapalaki
• Mga transmiter ng alon ng radyo
• Mga amplifier ng RF
• Resonant LC circuit
• Mga variable ng tonelada
• Mga circuit ng oscillator
• Pag-filter ng mga circuit