Oscilatorni proces u elektrotehnici i elektronici, vrste oscilacija
Oscilatorni proces — proces s različitim stupnjevima ponovljivosti. Svi oscilatorni procesi podijeljeni su u dvije klase: periodične i neperiodične. U teoriji, oni također koriste međuklasu - gotovo periodične oscilacije.
Oscilatorni proces naziva se periodičnim, u kojem vrijednost koja karakterizira ovaj proces, uzeta u bilo kojem trenutku, nakon određenog vremenskog razdoblja T ima istu vrijednost.
Funkcija f (t), koja je matematički izraz oscilatornog procesa, naziva se periodičkom s periodom T ako zadovoljava uvjet f (t + T) = f (t).
Među klasom periodičnih oscilatornih procesa glavnu ulogu igraju harmonijske ili sinusne oscilacije, u kojima se promjena fizičke veličine s vremenom događa prema zakonu sinusa ili kosinusa. Njihov ukupni rekord je:
y = f (t) = aCos ((2π / T) t — φ),
gdje je a — amplituda oscilacija, φ je faza oscilacija, 1 /T = f — frekvencija i 2πf = ω — frekvencija cikličkih ili kružnih vibracija.
Primjena sinusoidnih oscilacija i njihove karakteristike:
Osnovni parametri izmjenične struje
Grafički načini prikaza izmjenične struje
Gotovo periodična funkcija koja odgovara očitanju periodičnih oscilacija definirana je uvjetom:
| f · (t + τ) — f (t) | <= ε gdje je ε — dodijelite vrijednost svakoj vrijednosti T.
Veličina τ se u ovom slučaju naziva skoro period. Ako je vrijednost ε vrlo mala u usporedbi s prosječnom vrijednošću f (t) u trenutku T, tada će kvaziperiodična funkcija biti bliska periodičnoj.
Neperiodične oscilacije mnogo su raznovrsnije od periodičnih. Ali najčešće se u automatizaciji mora susresti s prigušenjem ili povećanjem sinusoidnih oscilacija.
Oscilacije prema zakonu prigušene sinusoide ili, kako se ponekad nazivaju, prigušene harmonijske oscilacije, mogu se prikazati u općem obliku:
x = Ae-δTcos·(ω + φ),
gdje je t vrijeme, A i φ proizvoljne konstante. Opći zapis zakona rastućih harmonijskih oscilacija razlikuje se samo u predznaku faktora prigušenja δ[1 sekunda].
sl. 1 — titrajni proces, Sl. 2. — periodički proces, sl. 3. — zapadajuće harmonijske oscilacije, sl. 4. — porast harmonijskih oscilacija.
Primjer primjene oscilatornog procesa je najjednostavniji titrajni krug.
Oscilatorski krug (električni krug) — pasivni električni krug u kojem se mogu pojaviti električne oscilacije s frekvencijom određenom parametrima samog kruga.
Najjednostavniji titrajni krug sastoji se od kapaciteta C i induktiviteta L. U nedostatku vanjskog utjecaja prigušenje oscilacija s frekvencijom εO = 1/2π√LC.
Amplituda vibracija opada s eg-δT, gdje je δ koeficijent prigušenja. Ako je δ> = eO, tada prigušene oscilacije u krugu postaju neperiodične.
U elektronici kvalitetu titrajnog kruga određuje faktor kvalitete: Q = nf/δ... Kada vanjska periodična sila djeluje na titrajni krug, u njemu nastaju prisilne oscilacije. Amplituda prisilnih oscilacija značajno raste za visokoQ krugove ako je frekvencija vanjskog utjecaja blizu eo (rezonancija). Titrajni krug je jedan od glavnih dijelova u rezonantnim pojačalima, generatori i druge elektroničke uređaje.
Vidi također o ovoj temi: Primjena rezonancije napona i rezonancije struje