В физике осциллятор - это любое устройство, которое непрерывно преобразует энергию из одной формы в другую. Маятник - простой пример. Когда он находится на вершине поворота, вся его энергия является потенциальной энергией, а внизу, когда он движется с максимальной скоростью, он имеет только кинетическую энергию. Если вы изобразите зависимость потенциала от кинетической энергии по зубцу, вы получите повторяющуюся форму волны. Движение маятника непрерывно, поэтому волна будет чистой синусоидальной волной. Потенциальная энергия, которая запускает циклический процесс, обеспечивается работой, которую вы делаете, чтобы поднять маятник. Как только вы отпустите его, маятник будет колебаться бесконечно, если бы не сила воздушного трения, которая сопротивляется его движению.
Это принцип резонирующего электронного генератора. Напряжение, подаваемое от источника постоянного тока, такого как аккумулятор, аналогично работе, которую вы выполняете, когда поднимаете маятник, и высвобождаемый электрический ток, который течет от источника питания, циклически проходит между конденсатором и индукционная катушка. Этот тип схемы известен как LC-генератор, где L обозначает индукционную катушку, а C обозначает конденсатор. Это не единственный тип осциллятора, но это самодельный осциллятор, который вы можете построить без необходимости паять электронные компоненты на печатную плату.
Простая схема осциллятора - LC осциллятор
Типичный LC-генератор состоит из конденсатора и индуктивной катушки, соединенных параллельно и подключенных к источнику постоянного тока. Мощность поступает в конденсатор, представляющий собой электронное устройство, состоящее из двух пластин, разделенных изоляционным материалом, известным как диэлектрик. Входная пластина заряжается до максимального значения, и когда она достигает полного заряда, ток течет через изоляцию к другой пластине и продолжает катушку. Ток, протекающий через катушку, индуцирует магнитное поле в сердечнике индуктора.
Когда конденсатор полностью разряжен и ток перестает течь, магнитное поле в сердечнике индуктора начинает уменьшаться. рассеивать, который генерирует индуктивный ток, который течет в противоположном направлении обратно к выходной пластине конденсатор. Эта пластина теперь заряжается до максимального значения и разряжается, посылая ток в обратном направлении обратно к катушке индуктивности. Этот процесс продолжался бы вечно, если бы не электрическое сопротивление и утечка из конденсатора. Если бы вы изобразили текущий поток, вы бы получили форму волны, которая постепенно вырождается в горизонтальную линию на оси x.
Изготовление компонентов для самодельного осциллятора
Вы можете построить компоненты, необходимые для схемы самодельного генератора, используя материалы для дома. Начнем с конденсатора. Разверните полиэтиленовую пленку для пищевых продуктов длиной около 3 футов, а затем положите на нее лист алюминиевой фольги, не такой широкий или длинный. Накройте его другим листом пластика, идентичным первому, а затем положите второй лист фольги, идентичный первому листу фольги, поверх него. Фольга - это проводящий материал, который накапливает заряд, а пластик - это диэлектрический материал, аналогичный изоляционной пластине в стандартном конденсаторе. Приклейте к каждому листу фольги по длине медной проволоки 18-го калибра, затем скатайте все в форму сигары и оберните ее лентой, чтобы скрепить.
Чтобы сделать индукционную катушку, используйте большой стальной болт, такой как болт с квадратным подголовком 1/2 или 3/4 дюйма, для сердечника. Оберните вокруг него провод 18 или 20 калибра несколько сотен раз - чем больше раз вы наматываете провод, тем большее напряжение будет выдавать катушка. Оберните провод слоями и оставьте два конца провода свободными для соединения.
Вам понадобится источник питания постоянного тока. Вы можете использовать одну 9-вольтовую батарею. Также нужно что-то для проверки схемы. Вы можете использовать мультиметр, но светодиодная лампа проще (и эффектнее).
Готово, установить, колебаться
Для начала вам нужно подключить конденсатор и катушку индуктивности параллельно. Сделайте это, скрутив один провод от катушки индуктивности к одному из проводов конденсатора, а затем скрутив два других провода вместе. Полярность не важна, поэтому не имеет значения, какие провода вы выберете.
Далее нужно зарядить конденсатор. Сделайте это с помощью пары проводов с зажимами типа «крокодил» на обоих концах или возьмите зажим для батареи, который подходит к верхней части 9-вольтовой батареи. Зажмите один вывод на одну пару скрученных вместе проводов, а другой конец - на один из свободных аккумуляторов. клеммы, затем используйте другой провод для подключения другой пары проводов к другой батарее. Терминал.
Для зарядки конденсатора и начала колебания цепи может потребоваться 5 или 10 минут. По истечении этого времени отсоедините один вывод от батареи и зажмите его на одном из проводов светодиода, затем отсоедините другой провод и закрепите его на другом выводе светодиода. Как только вы замкнете цепь, светодиод должен начать мигать. Это признак того, что осциллятор работает. Оставьте цепь подключенной, чтобы посмотреть, как долго светодиод будет мигать.
Использование конденсаторного генератора
Генератор, который вы можете построить с помощью конденсатора, обернутого фольгой, и индуктора с болтом с квадратным подголовком, является примером цепи LC-резервуара или настраивающего генератора. Это тип генератора, используемый для отправки и приема радиосигналов, генерации радиоволн и смешивания частот. Другой важный конденсаторный генератор - это генератор, в котором используются конденсаторы и резисторы для преобразования входных сигналов постоянного тока в пульсирующие сигналы переменного тока. Этот тип генератора известен как генератор RC (резистор / конденсатор), и он обычно включает в себя один или несколько транзисторов.
RC-генераторы имеют множество применений. По одному в каждом инверторе, который представляет собой машину, преобразующую постоянный ток в переменный ток дома. Инвертор - важный компонент любой фотоэлектрической электрической системы. Кроме того, RC-генераторы широко используются в звуковом оборудовании. Синтезаторы используют RC-генераторы для генерации звуков, которые они издают.
Сделать RC-генератор из найденных материалов не так просто. Чтобы сделать его, вам обычно приходится работать с настоящими схемными компонентами, печатными платами и паяльником. Вы можете легко найти схемы простой схемы RC-генератора в Интернете. Форма волны конденсаторного генератора зависит от емкости конденсаторов, сопротивления резисторов, используемых в цепи, и входного напряжения. Взаимосвязь немного сложна математически, но ее легко проверить экспериментально, построив схемы генератора с различными компонентами.