Çerxeya RLC: Bingeh, Taybetmendî, û Serlêdan
Pendahuluan
Çerxeya RLC cureyekî çerxeya elektrîkê ye ku ji sê pêkhateyên sereke pêk tê: berxwedêr (R), înduktor (L), û kapasîtor (C). Ew bi gelemperî di sepanên ku hewceyê kontrola frekansê ne de tê bikar anîn, wekî fîlter, osîlator û çerxeyên mîhengkirinê di alavên radyo û televîzyonê de. Têkeliya van sê pêkhateyan cûrbecûr taybetmendiyên dînamîk di bersiva frekansê û taybetmendiyên çerxeyên AC de diafirîne. Ev gotar dê li ser bingeh, taybetmendî û hin serîlêdanên girîng ên çerxên RLC nîqaş bike.
Bingehên Çerxeya RLC
1. Berxwedan (R)
Berxwedêr pêkhateyeke elektronîkî ye ku herikîna herika elektrîkê di nav devreyekê de sînordar dike. Berxwedêr bi ohm (Ω) têne pîvandin. Karê sereke yê berxwedêr ew e ku li hember herikîna herikê berxwedanê peyda bike, ku ev jî dibe sedema kêmbûna hêz û voltaja di nav devreyê de.
2. Înduktor (L)
Înduktor pêkhateyek e ku enerjiyê bi şiklê zeviyek manyetîk hilîne. Înduktans bi henrî (H) tê pîvandin. Înduktor bi gelemperî ji bo kontrolkirina herikê, fîltrekirina sînyalan û hilgirtina enerjiyê di sepanên guheztinê de têne bikar anîn. Înduktor di bersiva guhertinên herikê de hêdîtir in.
3. Kondansator (C)
Kapasîtor pêkhateyek e ku enerjiyê bi şiklê zeviyek elektrîkê hilîne. Yekîneya pîvandina kapasîtorê farad (F) e. Kapasîtor pir caran ji bo hilandin û berdana enerjiyê di nav devreyan de, û her weha ji bo astengkirina sînyalên DC dema ku dihêlin sînyalên AC derbas bibin têne bikar anîn. Kapasîtor dikarin barekî elektrîkê ji bo demek kurt hilînin.
Çerxên RLC yên rêze û paralel
Çerxên RLC dikarin li gorî hewcedariyên serîlêdanê bi rêz an paralel ve werin girêdan.
Çerxeya Rêzeya RLC
Di devreya RLC ya rêze de, berxwedêr, înduktor û kapasîtor bi rêze bi hev ve girêdayî ne. Di vê devreyê de, herika ku di her sê pêkhateyan re derbas dibe yek e. Hevkêşeya dîferansiyel ji bo devreya RLC ya rêze dikare wiha were nivîsandin:
\[ V(t) = V_R(t) + V_L(t) + V_C(t) \]
Ko:
– \( V_R(t) = I(t)R \) voltaja li ser berxwedêrê ye,
– \( V_L(t) = L \frac{dI(t)}{dt} \) voltaja li ser înduktorê ye,
– \( V_C(t) = \frac{1}{C} \int I(t) dt \) voltaja li ser kondansatorê ye.
Çerxa Paralel a RLC
Di devreyeke RLC ya paralel de, berxwedêr, înduktor û kondansator bi paralel ve girêdayî ne. Di vê devreyê de, voltaja li ser her pêkhateyê yek e, lê herika ku di her pêkhateyê re derbas dibe cûda ye. Hevkêşeya analîzkirina devreyeke RLC ya paralel ev e:
\[ Ez(t) = Ez_R(t) + Ez_L(t) + Ez_C(t) \]
Ko:
– \( I_R(t) = \frac{V(t)}{R} \) herika ku di berxwedêrê re derbas dibe ye,
– \( I_L(t) = \frac{1}{L} \int V(t) dt \) herika ku di înduktorê re derbas dibe ye,
– \( I_C(t) = C \frac{dV(t)}{dt} \) herika ku di kondansatorê re derbas dibe ye.
Taybetmendiyên Çerxên RLC
Çerxên RLC çend taybetmendiyên girîng hene ku bandorê li ser performansa wan dikin, di nav wan de rezonans, şilbûn, û faktora kalîteyê (faktora Q).
Rezonans
Rezonans rewşek e ku tê de împedansa devreyekê digihîje nirxek herî kêm (devreya rêze) an herî zêde (devreya paralel). Rezonans çêdibe dema ku frekansa sînyala AC ya hatî bi frekansa xwezayî ya lerizîna devreyê re wekhev be. Frekansa rezonansê (\( f_0 \)) ya devreyek RLC dikare wiha were hesab kirin:
\[ f_0 = \frac{1}{2 \pi \sqrt{LC}} \]
Di frekansa rezonansê de, devreya RLC ya rêze wekî berxwedêrek saf bi împedansa herî kêm tevdigere, lê devreya paralel wekî berxwedêrek saf bi împedansa herî zêde tevdigere.
Faktora Kêmkirin û Kalîteyê (faktora Q)
Asta şilbûnê di devreyeke RLC de ji hêla faktora kalîteyê (faktora Q) ve tê destnîşankirin. Faktora Q "tûjbûn" an "bijarte" ya rezonansê dipîve. Faktora Q ya bilind şilbûnek kêm û bijartîyek bilind nîşan dide. Faktora Q di devreyeke RLC ya rêze de dikare wiha were pênasekirin:
\[ Q = \frac{1}{R} \sqrt{\frac{L}{C}} \]
Di vê navberê de, ji bo çerxa RLC ya paralel:
\[ Q = R \sqrt{\frac{C}{L}} \]
Serlêdanên Çerxeya RLC
Parzûn
Çerxên RLC di sêwirandina fîlteran de pir caran têne bikar anîn. Fîlterên RLC dikarin li gorî mîhenga wan frekansên nizm, frekansên bilind, frekansên bandê, an jî rawestana bandê bin. Ev fîlter ji bo hilbijartin an redkirina frekansên taybetî di sînyalê de têne bikar anîn.
Osîlator
Çerxên RLC di sêwiranên osîlatoran de têne bikar anîn ku sînyalên sînusoîdal di frekansên rezonansê de çêdikin. Ev osîlator bi berfirehî di pêlên radyoyê, sînyalên demjimêrê di mîkroprosesoran û cîhazên din ên ragihandinê de têne bikar anîn.
Tuning Circuit
Yek ji sepanên herî gelemperî yên devreya RLC devreya mîhengkirinê ye, ku ji bo hilbijartina frekanseke taybetî ji rêzek sînyalan tê bikar anîn. Ev bi gelemperî di radyo û televîzyonê de ji bo hilbijartina kanala xwestî tê bikar anîn.
Çerxa Veqetandinê
Çerxên veqetandina hêzê an jî hevahengkirina hêzê serîlêdanek din a çerxên RLC ne. Karê sereke yê van çerxên ew e ku piştrast bikin ku hêza herî zêde ji çavkaniyek digihîje barekî.
Xelasî
Çerxên RLC di gelek sepanên elektronîkî de, ji fîlter û osîlatoran bigire heya çerxên mîhengkirinê û çerxên veqetandinê, pêkhateyên bingehîn in. Fêmkirina bingeh, taybetmendî û sepanên çerxên RLC dikare têgihiştinên hêja li ser sêwirandin û baştirkirina pergalên cûrbecûr ên elektronîkî peyda bike. Bi karanîna çêtirîn a berxwedêr, înduktor û kapasîtoran, cûrbecûr fonksiyon dikarin werin bidestxistin, ku dihêle ku cîhazên cûrbecûr ên elektronîkî tam wekî ku tê xwestin bixebitin.
