Kaip pagaminti paprastą osciliatorių

Fizikoje osciliatorius yra bet koks prietaisas, kuris nuolat paverčia energiją iš vienos formos į kitą. Švytuoklė yra paprastas pavyzdys. Kai sūpynės viršuje visa energija yra potenciali energija, o apačioje, kai juda maksimaliu greičiu, ji turi tik kinetinę energiją. Jei pavaizduotumėte potencialo ir kinetinės energijos santykį virš danties, gautumėte pasikartojančią bangos formą. Švytuoklės judėjimas yra nenutrūkstamas, todėl banga būtų gryna sinusinė banga. Potencinę energiją, kuri prasideda cikliniu procesu, teikia darbas, kurį atliekate pakeldami švytuoklę. Kai atleisite, švytuoklė svyruos amžinai, jei ne oro trinties jėga, kuri priešinasi jos judėjimui.

Tai yra rezonuojančio elektroninio osciliatoriaus principas. Nuolatinės srovės šaltinio, pvz., Akumuliatoriaus, tiekiama įtampa yra analogiška darbui, kurį atliekate pakeldami a švytuoklė, o išlaisvinta elektros srovė, tekanti iš maitinimo šaltinio, sukasi tarp kondensatoriaus ir indukcinė ritė. Šis grandinės tipas yra žinomas kaip LC osciliatorius, kur L žymi indukcinę ritę, o C - kondensatorių. Tai nėra vienintelis osciliatoriaus tipas, tačiau tai yra „pasidaryk pats“ osciliatorius, kurį galite sukonstruoti be litavimo elektroninių komponentų į grandinę.

Tipinį LC osciliatorių sudaro kondensatorius ir induktyvioji ritė, sujungta lygiagrečiai ir prijungta prie nuolatinės srovės šaltinio. Galia teka į kondensatorių, kuris yra elektroninis įtaisas, susidedantis iš dviejų plokščių, atskirtų izoliacine medžiaga, vadinama dielektriku. Įvadinė plokštė įkraunama iki didžiausios vertės, o kai ji pasiekia pilną įkrovą, srovė teka per izoliaciją į kitą plokštę ir toliau eina į ritę. Per ritę tekanti srovė induktoriaus šerdyje sukelia magnetinį lauką.

Kai kondensatorius visiškai išsikrauna ir srovė nustoja tekėti, magnetinis laukas induktoriaus šerdyje pradeda veikti išsisklaidyti, kuri sukuria indukcinę srovę, kuri teka priešinga kryptimi atgal į išėjimo plokštę kondensatorius. Ši plokštė dabar įkraunama iki didžiausios vertės ir išsikrauna, nukreipdama srovę priešinga kryptimi atgal į induktoriaus ritę. Šis procesas tęstųsi amžinai, jei ne elektrinis pasipriešinimas ir nuotėkis iš kondensatoriaus. Jei pieštumėte dabartinį srautą, gautumėte bangos formą, kuri pamažu išsigimtų į horizontalią liniją x ašyje.

Naudodami aplink namą esančias medžiagas galite sukonstruoti komponentus, reikalingus „pasidaryk pats“ osciliatoriaus grandinei. Pradėkite nuo kondensatoriaus. Išvyniokite maždaug 3 pėdų ilgio plastikinės maistinės plėvelės lapą, tada padėkite ant jo ne tiek platų, tiek ilgą aliuminio folijos lakštą. Uždenkite jį kitu plastiko lakštu, identišku pirmajam, ir ant jo uždėkite antrą folijos lakštą, identišką pirmajam folijos lakštui. Folija yra laidžioji medžiaga, kaupianti krūvį, o plastikas yra dielektrinė medžiaga, analogiška izoliacinei plokštei standartiniame kondensatoriuje. Ant kiekvieno folijos lakšto užklijuokite 18 matmenų varinės vielos ilgį, tada viską susukite į cigaro formą ir apvyniokite juosta, kad ji laikytųsi kartu.

Norėdami pagaminti indukcinę ritę, šerdies naudokite didelį plieninį varžtą, pavyzdžiui, 1 / 2- arba 3/4 colių vežimėlio varžtą. Kelis šimtus kartų apvyniokite 18 arba 20 gabaritų laidą - kuo daugiau kartų apvyniosite laidą, tuo didesnę įtampą sukels ritė. Apvyniokite laidą sluoksniais ir palikite du laido galus laisvus, kad galėtumėte sujungti.

Jums reikės nuolatinės srovės šaltinio. Galite naudoti vieną 9 voltų bateriją. Taip pat jums reikia kažko išbandyti grandinę. Galėtumėte naudoti multimetrą, bet LED lemputė yra lengvesnė (ir labiau dramatiška).

Norėdami pradėti viską, turite lygiagrečiai prijungti kondensatorių ir induktorių. Atlikite tai sukdami vieną laidą nuo induktoriaus iki vieno iš kondensatoriaus laidų, tada sukdami kitus du laidus. Poliškumas nėra svarbus, todėl nesvarbu, kokius laidus pasirinksite.

Toliau reikia įkrauti kondensatorių. Atlikite tai su pora laidų, kurių abiejuose galuose yra aligatoriaus spaustukai, arba gaukite akumuliatoriaus spaustuką, kuris tinka 9 voltų akumuliatoriaus viršuje. Pritvirtinkite vieną laidą ant vienos susuktos laidų poros, o kitą galą - ant vienos iš laisvų baterijų gnybtus, tada naudokite kitą laidą, kad prijungtumėte kitą laidų porą prie kitos baterijos terminalas.

Gali praeiti 5 ar 10 minučių, kol kondensatorius įkris, o grandinė pradės svyruoti. Praėjus šiam laikui, atjunkite vieną laidą nuo akumuliatoriaus ir prispauskite jį prie vieno iš šviesos diodų laidų, tada atjunkite kitą laidą ir prispauskite jį prie kito LED laido. Kai tik baigsite grandinę, šviesos diodas turėtų pradėti mirksėti. Tai ženklas, kad osciliatorius veikia. Palikite grandinę prijungtą, kad pamatytumėte, kiek laiko LED mirksi.

Osciliatorius, kurį galite pastatyti naudodamiesi kondensatoriumi su folija, ir vežimėlio varžto induktorius, yra LC bako grandinės arba derinimo osciliatoriaus pavyzdys. Tai yra osciliatoriaus tipas, naudojamas radijo signalams siųsti ir priimti, radijo bangoms generuoti ir dažniams maišyti. Kitas svarbus kondensatoriaus osciliatorius yra tas, kuris naudoja kondensatorius ir rezistorius, kad nuolatinės srovės įvesties signalus paverstų pulsuojančiais kintamosios srovės signalais. Šis osciliatoriaus tipas yra žinomas kaip RC (rezistoriaus / kondensatoriaus) osciliatorius, ir jo konstrukcijoje paprastai yra vienas ar keli tranzistoriai.

RC osciliatoriai turi daugybę paskirčių. Kiekviename keitiklyje yra po vieną, tai yra mašina, kuri nuolatinę srovę paverčia kintamąja namo srove. Inverteris yra svarbus kiekvienos fotovoltinės elektros sistemos komponentas. Be to, garso aparatūroje yra įprasti RC osciliatoriai. Sintezatoriai naudoja RC osciliatorius, kad generuotų jų skleidžiamus garsus.

Ne taip lengva pastatyti RC osciliatorių su rastomis medžiagomis. Norėdami jį pagaminti, paprastai turite dirbti su tikraisiais grandinės komponentais, schemomis ir lituokliu. Internete lengvai rasite paprastos RC osciliatoriaus schemos schemas. Kondensatoriaus osciliatoriaus bangos forma priklauso nuo kondensatorių talpos, grandinėje naudojamų rezistorių varžos ir įėjimo įtampos. Santykis yra šiek tiek sudėtingas matematiškai, bet lengvai eksperimentiškai išbandomas kuriant osciliatorių grandines su įvairiais komponentais.