U fizici, oscilator je svaki uređaj koji kontinuirano pretvara energiju iz jednog oblika u drugi. Klatno je jednostavan primjer. Kad je na vrhu svog zamaha, sva njegova energija potencijalna je energija, dok na dnu, kada se kreće maksimalnom brzinom, ima samo kinetičku energiju. Ako biste graficirali odnos potencijala i kinetičke energije preko zubaca, dobili biste ponavljajući valni oblik. Kretanje njihala je kontinuirano, pa bi val bio čisti sinusni val. Potencijalna energija koja pokreće ciklički proces dobiva se radom kojim podižete visak. Jednom kad ga otpustite, njihalo bi zauvijek osciliralo da nema sile trenja zraka koja se opire njegovom kretanju.
To je princip koji stoji iza rezonantnog elektroničkog oscilatora. Napon koji napaja istosmjerni izvor napajanja, poput baterije, analogan je poslu koji radite kada podižete a njihalo, a oslobođena električna struja koja teče iz izvora napajanja kruži između kondenzatora i an induktivna zavojnica. Ova vrsta sklopa poznata je kao LC oscilator, gdje L označava induktivnu zavojnicu, a C kondenzator. Ovo nije jedina vrsta oscilatora, ali to je DIY oscilator koji možete izraditi bez potrebe za lemljenjem elektroničkih komponenata na pločicu.
Jednostavni krug oscilatora - LC oscilator
Tipični LC oscilator sastoji se od kondenzatora i induktivne zavojnice paralelno ožičenih i spojenih na istosmjerni izvor napajanja. Snaga teče u kondenzator, koji je elektronički uređaj koji se sastoji od dvije ploče odvojene izolacijskim materijalom poznatim kao dielektrik. Ulazna ploča puni se do svoje maksimalne vrijednosti, a kad dostigne puni naboj, struja teče preko izolacije na drugu ploču i nastavlja prema zavojnici. Struja koja teče kroz zavojnicu inducira magnetsko polje u jezgri induktora.
Kada se kondenzator potpuno isprazni i struja prestane teći, magnetsko polje u jezgri prigušnice počinje rasprši se, što stvara induktivnu struju koja teče u suprotnom smjeru natrag na izlaznu ploču kondenzator. Ta se ploča sada puni do svoje maksimalne vrijednosti i prazni se, vraćajući struju u suprotnom smjeru natrag na zavojnicu induktora. Taj bi se postupak nastavio zauvijek da nema električnog otpora i curenja iz kondenzatora. Ako biste grafički prikazali trenutni tok, dobili biste valni oblik koji se postupno degenerira u vodoravnu crtu na osi x.
Izrada komponenata za DIY oscilator
Komponente potrebne za DIY oscilatorni krug možete konstruirati pomoću materijala po kući. Počnite s kondenzatorom. Odmotajte list plastične folije za hranu dugačku oko 3 metra, a zatim na nju položite list aluminijske folije koji nije toliko širok ili dugačak. Pokrijte to drugim listom plastike identičnim prvom, a zatim na to položite drugi list folije, identičan prvom listu folije. Folija je provodni materijal koji pohranjuje naboj, a plastika je dielektrični materijal analogan izolacijskoj ploči u standardnom kondenzatoru. Zalijepite bakrenu žicu dužine 18 kalibra na svaki list folije, a zatim sve uvaljajte u oblik cigare i omotajte traku oko sebe kako biste je držali zajedno.
Da biste napravili induktivnu zavojnicu, za jezgru upotrijebite veliki čelični vijak, kao što je 1 / 2- ili 3/4-inčni vijak nosača. Omotajte oko nje žicu promjera 18 ili 20 nekoliko stotina puta - što više puta omotate žicu, to će zavojnica proizvesti veći napon. Zamotajte žicu u slojeve i ostavite dva kraja žice slobodnim za spajanje.
Trebat će vam izvor napajanja istosmjernom strujom. Možete koristiti jednu 9-voltnu bateriju. Također trebate nešto za testiranje sklopa. Mogli biste koristiti multimetar, ali LED žarulja je lakša (i dramatičnija).
Spremno, postavljeno, oscilirano
Da biste započeli stvari, morate paralelno spojiti kondenzator i prigušnicu. Učinite to tako što ćete jednu žicu od induktora uviti na jednu od žica kondenzatora, a zatim uviti druge dvije žice. Polaritet nije važan, pa nije važno koju ćete žicu odabrati.
Dalje, trebate napuniti kondenzator. Učinite to s parom žica koji imaju aligatorske kopče na oba kraja ili nabavite kopču za bateriju koja odgovara vrhu 9-voltne baterije. Pričvrstite jedan kabel na jedan par upletenih žica, a drugi kraj na jednu od slobodnih baterija zatim pomoću druge žice povežite drugi par žica s drugom baterijom terminal.
Može proći 5 ili 10 minuta da se kondenzator napuni i krug počne oscilirati. Nakon isteka tog vremena, odvojite jedan kabel od baterije i stegnite ga na jednu od žica na LED-u, a zatim odvojite drugi kabel i stegnite ga na drugi LED vod. Čim završite krug, LED bi trebao početi treperiti. To je znak da oscilator radi. Ostavite krug spojen da vidite koliko dugo LED treperi.
Upotrebe za oscilator kondenzatora
Oscilator koji možete izgraditi s kondenzatorom za omotavanje folijom i prigušnicom vijka nosača primjer je kruga LC spremnika ili ugađajućeg oscilatora. To je vrsta oscilatora koji se koristi za slanje i primanje radio signala, generiranje radio valova i miješanje frekvencija. Drugi važan kondenzatorski oscilator je onaj koji koristi kondenzatore i otpornike za pretvaranje istosmjernih ulaznih signala u pulsirajuće izmjenične signale. Ova vrsta oscilatora poznata je kao RC (otpornik / kondenzator) oscilator i u svoj dizajn obično uključuje jedan ili više tranzistora.
RC oscilatori imaju višestruku namjenu. Postoji po jedan u svakom pretvaraču, a to je stroj koji pretvara istosmjernu struju u kućnu izmjeničnu. Pretvarač je važna komponenta svakog fotonaponskog električnog sustava. Uz to, RC oscilatori česti su u zvučnoj opremi. Sintetizatori koriste RC oscilatore za stvaranje zvukova koje proizvode.
Nije tako lako izgraditi RC oscilator s pronađenim materijalima. Da biste ga izradili, obično morate raditi sa stvarnim komponentama sklopa, pločicama i lemilicom. Na mreži možete jednostavno pronaći dijagrame za jednostavan sklop RC oscilatora. Valni oblik oscilatora kondenzatora ovisi o kapacitetu kondenzatora, otporu otpornika koji se koriste u krugu i ulaznom naponu. Odnos je malo složen matematički, ali jednostavan za eksperimentalno testiranje izgradnjom oscilatornih krugova s različitim komponentama.
