Proses berayun dalam kejuruteraan elektrik dan elektronik, jenis ayunan
Proses berayun — proses dengan tahap kebolehulangan yang berbeza-beza. Semua proses berayun dibahagikan kepada 2 kelas: berkala dan tidak berkala. Secara teorinya, mereka juga menggunakan kelas pertengahan—ayunan yang hampir berkala.
Proses berayun dipanggil berkala, di mana nilai yang mencirikan proses ini, diambil pada bila-bila masa, selepas tempoh masa tertentu T mempunyai nilai yang sama.
Fungsi f (t), yang merupakan ungkapan matematik bagi proses berayun, dipanggil berkala dengan kala T jika ia memenuhi syarat f (t + T) = f (t).
Di antara kelas proses ayunan berkala, peranan utama dimainkan oleh ayunan harmonik atau sinusoidal, di mana perubahan dalam kuantiti fizikal dengan masa berlaku mengikut hukum sinus atau kosinus. Rekod keseluruhan mereka ialah:
y = f (t) = aCos ((2π / T) t — φ),
di mana a — amplitud ayunan, φ ialah fasa ayunan, 1 /T = f — frekuensi dan 2πf = ω — kekerapan getaran kitaran atau bulatan.
Aplikasi ayunan sinusoidal dan ciri-cirinya:
Cara grafik untuk memaparkan arus ulang alik
Fungsi hampir berkala sepadan dengan bacaan ayunan berkala ditakrifkan oleh keadaan:
| f · (t + τ) — f (t) | <= ε di mana ε — tetapkan nilai kepada setiap nilai T.
Kuantiti τ kes ini dipanggil hampir tempoh. Jika nilai ε adalah sangat kecil berbanding dengan nilai purata f (t) pada masa T, maka fungsi kuasi-berkala akan hampir dengan yang berkala.
Ayunan bukan berkala jauh lebih pelbagai daripada ayunan berkala. Tetapi selalunya dalam automasi seseorang perlu memenuhi redaman atau ayunan sinusoidal yang semakin meningkat.
Ayunan mengikut hukum sinusoid terlembap atau, seperti yang kadang-kadang dipanggil, ayunan harmonik terlembap, boleh diwakili dalam bentuk umum:
x = Ae-δTcos·(ω + φ),
di mana t ialah masa, A dan φ ialah pemalar arbitrari. Notasi umum undang-undang peningkatan ayunan harmonik hanya berbeza dalam tanda faktor redaman δ[1 saat].
Rajah. 1 — proses berayun, Rajah. 2. - proses berkala, rajah. 3. - ayunan harmonik yang mereput, rajah. 4. - peningkatan dalam ayunan harmonik.
Contoh aplikasi proses berayun ialah litar berayun termudah.
Litar pengayun (litar elektrik) — litar elektrik pasif di mana ayunan elektrik boleh berlaku dengan frekuensi yang ditentukan oleh parameter litar itu sendiri.
Litar berayun paling mudah terdiri daripada kemuatan C dan kearuhan L. Jika tiada pengaruh luaran, ayunan redaman dengan frekuensi εО = 1/2π√LC.
Amplitud getaran berkurangan dengan cth-δT, di mana δ ialah pekali redaman. Jika δ> = eO, maka ayunan lembap dalam litar menjadi tidak berkala.
Dalam elektronik, kualiti litar berayun ditentukan oleh faktor kualiti: Q = nf/δ... Apabila daya berkala luaran bertindak ke atas litar berayun, ayunan paksa berlaku di dalamnya. Amplitud ayunan paksa meningkat dengan ketara untuk litar Q tinggi jika kekerapan pengaruh luaran adalah hampir dengan eo (resonans). Litar berayun adalah salah satu bahagian utama dalam penguat resonans, penjana dan peranti elektronik lain.
Lihat juga mengenai topik ini: Penggunaan resonans voltan dan resonans arus