電気振動:振動の種類と特性、振幅、周波数、位相
振動とは、一定の間隔で繰り返し、または大まかに繰り返すプロセスです。変動するプロセスは自然界やテクノロジーに広く存在します。
電気工学やエレクトロニクスでは、さまざまなタイプの電気振動に対処する必要があります。電圧や電流の変動。 さまざまな電気回路で振動などの機械的振動だけでなく、 マイク膜 またはスピーカー。
振動特性
反復プロセスとしての振動は、まず第一に、変動値が到達する最大偏差によって特徴付けられます。 振動振幅、次に、同じ状態の繰り返しが発生する頻度、または 振動の周波数、そして第三に、どの状態から、何を プロセス段階 カウントダウンの開始時刻に対応します。振動プロセスの後者の特性は、「初期フェーズ」または略して単に「フェーズ」と呼ばれます。
厳密に言えば、これらの概念は特定の種類の振動、つまり周期的な振動、特に 正弦波…ただし、振幅、周波数、位相という用語は、一般に上記の意味であらゆる振動全般に適用されます(—を参照) ACの基本パラメータ).
発振特性(振幅、周期、周波数、位相):
振動の種類
振幅に何が起こるかに応じて、振動は異なります。
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振幅が時間の経過とともに変化しない、静止または非減衰。
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償却され、その振幅は時間とともに減少します。
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増加し、その振幅は時間とともに増加します。
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時間とともに振幅が増減する振幅変調。
振動が時間内でどのように繰り返されるかに応じて、振動は異なります。
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周期的、つまりすべての状態が特定の間隔で正確に繰り返されるもの。
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ほぼ周期的。すべての状態がほぼ繰り返されるだけです。たとえば、減衰や周波数変調 (つまり、周波数が特定の値を中心とした特定の制限内で常に変化する振動) です。
見て -自由減衰振動と強制振動
形状に応じて、振動は次のように区別されます。
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正弦波(高調波)または正弦波に近い。
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緩和の形状は正弦波とは大きく異なります。
最後に、振動プロセスの起源に従って、それらは区別されます。
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システム内の衝撃(または一般に、システムの平衡の違反)の結果として発生する自然振動または自由振動。
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システムに対する長期にわたる外部振動作用の結果として生じる強制振動と、外部の影響がない場合にシステム内で振動プロセスを維持するシステム自体の能力に起因してシステム内で発生する自己振動です。
電気振動 — 電気回路、回路、ラインなどで発生する電流、電圧、電荷の変動。最も一般的なタイプの電気振動は通常のものです。 交流、回路内の電圧と電流が周期的に変化します。 周波数50Hz。このような比較的遅い振動は、通常、次の方法を使用して取得されます。 交流電気機械.
高速振動は特別な方法で生み出され、その中でも現代のテクノロジーにおいて最大の役割を果たしています。 電子発電機.
周波数に応じて、電気振動は、周波数が 15,000 Hz 未満の低周波と、周波数が 15,000 Hz を超える高周波の 2 つのグループに分類されるのが一般的です。この制限が選択されたのは、15,000 Hz 未満の振動は人間の耳に音の感覚をもたらすのに対し、15,000 Hz を超える振動は人間の耳には聞こえないためです。
発振器システム — 自然振動が発生する可能性のあるシステム。
発振回路 — 電気的な「平衡」が乱れた場合、つまり初期の電圧または電流が発生した場合に、自然電気発振が発生する可能性がある回路。
鎖 — 通常閉の電気回路。ただし、この用語は開回路、つまりアンテナにも当てはまります。これら 2 種類のループを区別するために、それぞれクローズド ループとオープン ループと呼ばれます。「輪郭」という用語には特別な意味がある場合があります。発振回路は、簡潔にするために単に「回路」と呼ばれることがよくあります。
回路内で自然発振が発生するには、抵抗が大きすぎてはならず、容量とインダクタンスが必要です。回路内の固有振動の周波数は、キャパシタンス C とインダクタンス L の値に依存します。発振回路に含まれるキャパシタンスとインダクタンスが大きいほど、固有振動の周波数は低くなります (詳細については、ここを参照してください)。 発振回路).
回路内の固有振動の周波数は、いわゆる次の式でおおよそ決まります。トムソンの公式により:
すべての回路には抵抗があり、そこでエネルギー損失が発生し、熱が放出されるため、回路内の固有振動は常に減衰します。言い換えれば、発振回路は、振動プロセスの減衰の結果として電気的「平衡」に戻ります。
回路の抵抗が非常に高い場合、その回路は自然発振が発生しない非周期回路になります。このような回路で生成される初期の電圧と電流は、発振を起こすことなく単調に減衰します。言い換えれば、電気的な「平衡」が乱されると、そのようなループは非周期的に(すなわち、振動なしで)「平衡」位置に戻ります。
このトピックについては、以下も参照してください。