Kas ir tvertnes ķēde?

Tvertnes ķēde ir pazīstama arī kā induktora-kondensatora ķēde, LC ķēde, rezonatora ķēde vai noregulēta ķēde. vienkārša elektriskā ķēde, kas izmanto magnētisko rezonansi, lai uzglabātu elektrisko lādiņu vai radītu elektromagnētisko biežums. Ja esat kādreiz domājis, kā jūsu radio uztver atsevišķas frekvences, pagriežot pogu — tā vietā, lai vienlaikus atskaņotu visas radiofrekvences gaisā, atbilde ir tvertnes ķēde.

Pirmais pētījums par elektromagnētiskajām svārstībām, kas konstatētas tvertnes ķēdē, parādījās Francijā 1827. gadā, ko publicēja Fēlikss Savarī. Savari izmantoja Leyden Jar, to pašu ierīci, ko izmantoja Bendžamins Franklins, lai "tvertu" elektrību no saviem pūķa eksperimentiem. dokumentējiet, kā pretējie lādiņi pudeles iekšpusē un ārpusē izraisīja magnetizētas adatas pagriešanos atpakaļ un tālāk. Savary novatoriskais darbs parādīja, kā magnētiskais lādiņš svārstījās starp spoli un uzlādētu plāksni. Šīs svārstības vēlāk tiks atzītas par elektromagnētiskajām frekvencēm un kļūs par vitāli svarīgas agrīnajai radio tehnoloģijai, ko izstrādājuši tādi zinātnieki kā Guglielmo Marconi.

Tvertnes ķēde sastāv no kondensatora, kas ar vadiem savienots ar spoli, induktors. Kondensators ir vienkārši divas vadošas plāksnes, kuras atdala nevadošs materiāls, piemēram, vaska papīrs. Kad kondensators saņem elektrisko lādiņu, pozitīvi un negatīvi lādiņi uzkrājas nevadošās virsmas pretējos galos. Tā kā pretējie lādiņi piesaista, bet nevar iziet cauri nevadošajai virsmai, tie pa vadiem virzās uz induktora spoli, elektromagnētiski uzlādējot induktors.

Rezonansi tvertnes ķēdē rada kustība starp kondensatoru un induktors, to pašu kustību Savary pamanīja Leyden Jar. Kad elektriskais lādiņš pārvietojas no kondensatora uz spoli, kondensators zaudē elektromagnētisko enerģiju un induktors kļūst elektromagnētiski uzlādēts. Tomēr, tiklīdz induktors ir uzlādēts vairāk nekā kondensators, elektromagnētiskais mākonis ap spoli sāk izkliedēties un enerģija pa vadiem plūst atpakaļ uz kondensatoru. Pēc tam process sākas no jauna un atkārtojas atkal un atkal, līdz visa sākotnējā enerģija tiek zaudēta ķēdes pretestības dēļ.

Elektriskās enerģijas turp un atpakaļ starp kondensatoru un induktors izstaro elektromagnētisko frekvenci, kas ir ļoti noderīga telekomunikāciju tehnoloģijās. Bieži izmanto radio raidītāju un uztvērēju regulēšanai, tvertnes ķēdes var uzlādēt, lai radītu noteiktu frekvenci. Kad pagriežat radio uz noteiktu staciju, jūs patiešām maināt tvertnes ķēdes lādiņu, lai tas rezonētu šajā frekvencē. Šī īpašā rezonanse tiek izmantota, lai filtrētu citas frekvences un atskaņotu tikai jūsu izvēlēto staciju. Tāda pati tehnoloģija tiek izmantota visdažādākajās sakaru iekārtās, sākot no radiotorņiem un beidzot ar rācijām.