Proses osilasi dalam teknik elektro dan elektronika, jenis osilasi
Proses osilasi — proses dengan berbagai tingkat pengulangan. Semua proses osilasi dibagi menjadi 2 kelas: periodik dan non-periodik. Secara teori, mereka juga menggunakan osilasi kelas menengah—hampir periodik.
Proses osilasi disebut periodik, di mana nilai yang mencirikan proses ini, diambil kapan saja, setelah jangka waktu tertentu T memiliki nilai yang sama.
Fungsi f(t) yang merupakan ekspresi matematis dari proses osilasi disebut periodik dengan periode T jika memenuhi syarat f(t+T) = f(t).
Di antara kelas proses osilasi periodik, peran utama dimainkan oleh osilasi harmonik atau sinusoidal, di mana perubahan kuantitas fisik terjadi seiring waktu sesuai dengan hukum sinus atau kosinus. Rekor keseluruhan mereka adalah:
y = f (t) = aCos ((2π / T) t — φ),
dimana a — amplitudo osilasi, φ adalah fase osilasi, 1 /T = f — frekuensi dan 2πf = ω — frekuensi getaran siklik atau sirkular.
Penerapan osilasi sinusoidal dan karakteristiknya:
Cara grafis untuk menampilkan arus bolak-balik
Fungsi hampir periodik yang berkorespondensi dengan pembacaan osilasi periodik ditentukan oleh kondisi:
| f · (t + τ) — f (t) | <= ε dimana ε — menetapkan nilai untuk setiap nilai T.
Kuantitas τ dalam hal ini disebut hampir periode. Jika nilai ε sangat kecil dibandingkan nilai rata-rata f(t) pada waktu T, maka fungsi kuasi periodik akan mendekati fungsi periodik.
Osilasi non-periodik jauh lebih bervariasi daripada osilasi periodik. Tetapi paling sering dalam otomatisasi seseorang harus memenuhi redaman atau peningkatan osilasi sinusoidal.
Osilasi menurut hukum sinusoidal teredam atau, sebagaimana kadang-kadang disebut, osilasi harmonik teredam, dapat direpresentasikan dalam bentuk umum:
x = Ae-δTcos·(ω + φ),
di mana t adalah waktu, A dan φ adalah konstanta arbitrer. Notasi umum hukum peningkatan osilasi harmonik hanya berbeda dalam tanda faktor redaman δ[1 detik].
Ara. 1 - proses berosilasi, Gambar. 2. — proses periodik, gbr. 3. — osilasi harmonik yang meluruh, gbr. 4. — peningkatan osilasi harmonik.
Contoh penerapan proses osilasi adalah rangkaian osilasi yang paling sederhana.
Rangkaian osilator (rangkaian listrik) — rangkaian listrik pasif di mana osilasi listrik dapat terjadi dengan frekuensi yang ditentukan oleh parameter rangkaian itu sendiri.
Rangkaian osilasi paling sederhana terdiri dari kapasitansi C dan induktansi L. Dengan tidak adanya pengaruh eksternal, redaman osilasi dengan frekuensi εО = 1/2π√LC.
Amplitudo getaran berkurang dengan eg-δT, di mana δ adalah koefisien redaman. Jika δ> = eO, maka osilasi teredam dalam rangkaian menjadi tidak periodik.
Dalam elektronik, kualitas rangkaian osilasi ditentukan oleh faktor kualitas: Q = nf/δ... Ketika gaya periodik eksternal bekerja pada rangkaian osilasi, osilasi paksa terjadi di dalamnya. Amplitudo osilasi paksa meningkat secara signifikan untuk rangkaian Q tinggi jika frekuensi pengaruh eksternal mendekati eo (resonansi). Rangkaian berosilasi adalah salah satu bagian utama dalam penguat resonansi, generator dan perangkat elektronik lainnya.
Lihat juga di topik ini: Penerapan resonansi tegangan dan resonansi arus