Osilasi listrik: jenis dan karakteristik, amplitudo, frekuensi dan fase osilasi

Osilasi adalah proses yang berulang berulang kali atau berulang secara kasar pada interval tertentu. Proses yang berfluktuasi tersebar luas di alam dan teknologi.

Dalam teknik kelistrikan dan elektronik, mereka harus berurusan dengan berbagai jenis osilasi listrik, yaitu. fluktuasi tegangan dan arus. dalam rangkaian listrik yang berbedaserta getaran mekanis seperti getaran membran mikrofon atau speaker.

Karakteristik getaran

Osilasi sebagai proses berulang dicirikan, pertama-tama, oleh penyimpangan terbesar yang dicapai oleh nilai fluktuasi, atau amplitudo getaran, kedua, frekuensi terjadinya pengulangan dari keadaan yang sama, atau frekuensi getaran, dan ketiga, dari keadaan apa, apa fase proses sesuai dengan waktu dimulainya hitungan mundur. Karakteristik terakhir dari proses osilasi ini disebut "fase awal" atau singkatnya "fase".

Tegasnya, konsep-konsep ini hanya berlaku untuk jenis osilasi tertentu, yaitu periodik dan, khususnya, sinusoidal… Istilah: amplitudo, frekuensi dan fase, bagaimanapun, secara umum diterapkan dalam pengertian di atas untuk setiap getaran secara umum (lihat — Parameter dasar AC).

Karakteristik osilasi (amplitudo, periode, frekuensi dan fase):

Jenis getaran

Bergantung pada apa yang terjadi pada amplitudo, osilasi berbeda:

• stasioner atau tidak teredam, yang amplitudonya tidak berubah seiring waktu;

• diamortisasi, yang amplitudonya menurun seiring waktu;

• meningkat, amplitudonya meningkat seiring waktu;

• modulasi amplitudo yang amplitudonya meningkat dan menurun seiring waktu.

Bergantung pada bagaimana osilasi diulang dalam waktu, osilasi berbeda:

• periodik, yaitu keadaan di mana semua keadaan diulang tepat pada interval tertentu;

• kira-kira periodik, di mana semua keadaan hanya kira-kira berulang, misalnya redaman atau termodulasi frekuensi (yaitu, osilasi yang frekuensinya terus berubah dalam batas tertentu di sekitar nilai tertentu).

Lihat -Getaran bebas teredam dan paksa

Bergantung pada bentuknya, osilasi dibedakan:

• sinusoidal (harmonik) atau mendekati sinusoidal;

• relaksasi, yang bentuknya sangat berbeda dari sinusoidal.

Akhirnya, menurut asal mula proses osilasi, mereka dibedakan:

• osilasi alami atau bebas yang terjadi sebagai akibat dari guncangan pada sistem (atau secara umum, pelanggaran keseimbangan sistem);

• dipaksakan, timbul sebagai akibat dari aksi osilasi eksternal yang berkepanjangan pada sistem, dan osilasi diri yang terjadi dalam sistem tanpa adanya pengaruh eksternal, karena kemampuan sistem itu sendiri untuk mempertahankan proses osilasi di dalamnya.

Getaran listrik - fluktuasi arus, tegangan, muatan, yang terjadi di sirkuit listrik, sirkuit, saluran, dll. Jenis getaran listrik yang paling umum adalah yang biasa arus listrik bolak-balik, di mana tegangan dan arus dalam rangkaian berubah secara berkala dengan frekuensi 50 Hz. Osilasi yang relatif lambat seperti itu biasanya diperoleh dengan menggunakan Mesin listrik arus bolak-balik.

Getaran cepat diciptakan dengan metode khusus, di antaranya dalam teknologi modern mereka memainkan peran terbesar generator elektronik.

Bergantung pada frekuensinya, getaran listrik biasanya dibagi menjadi dua kelompok — frekuensi rendah, yang frekuensinya di bawah 15.000 Hz, dan frekuensi tinggi, yang frekuensinya lebih dari 15.000 Hz. Batasan ini dipilih karena getaran di bawah 15.000 Hz menghasilkan sensasi bunyi pada telinga manusia, sedangkan getaran di atas 15.000 Hz tidak dapat didengar oleh telinga manusia.

Sistem osilator - sistem di mana osilasi alami dapat terjadi.

Rangkaian osilator — sirkuit di mana osilasi listrik alami dapat terjadi jika "kesetimbangan" listrik di dalamnya terganggu, yaitu, jika tegangan atau arus awal dibuat di dalamnya.

Rantai - sirkuit listrik yang biasanya tertutup. Namun, istilah ini juga berlaku untuk rangkaian terbuka yaitu antena. Untuk membedakan antara kedua jenis loop ini, masing-masing disebut tertutup dan terbuka.Istilah "kontur" terkadang memiliki arti khusus. Sirkuit berosilasi sering disebut hanya "sirkuit" untuk singkatnya.

Agar osilasi alami terjadi dalam suatu rangkaian, ia harus memiliki kapasitansi dan induktansi, tidak terlalu banyak hambatan. Frekuensi osilasi alami dalam rangkaian akan bergantung pada nilai kapasitansi C dan induktansi L. Semakin besar kapasitansi dan induktansi yang terlibat dalam rangkaian osilasi, semakin rendah frekuensi osilasi alaminya (untuk lebih jelasnya lihat di sini — Rangkaian osilator).

Frekuensi getaran alami di sirkuit ditentukan kira-kira oleh apa yang disebut dengan rumus Thomson:

Karena setiap rangkaian memiliki resistansi dimana terjadi kehilangan energi dan panas dilepaskan, maka osilasi alami dalam rangkaian akan selalu redaman. Dengan kata lain, rangkaian osilasi kembali ke "kesetimbangan" listrik sebagai hasil dari proses osilasi teredam.

Jika resistansi rangkaian sangat tinggi, maka itu adalah rangkaian aperiodik di mana tidak terjadi osilasi alami. Tegangan dan arus awal yang tercipta dalam rangkaian seperti itu meluruh tanpa mengalami osilasi, tetapi secara monoton. Dengan kata lain, ketika "kesetimbangan" listrik terganggu, loop seperti itu secara aperiodik (yaitu tanpa osilasi) kembali ke posisi "kesetimbangan".

Lihat juga di topik ini:

Sirkuit berosilasi yang digabungkan secara induktif

Osilasi berkelanjutan dan resonansi parametrik