תוֹכֶן
בפיזיקה מתנד הוא כל מכשיר הממיר אנרגיה מתמיד לצורה אחרת. מטוטלת היא דוגמא פשוטה. כאשר בראש הנדנדה, כל האנרגיה שלו היא אנרגיה פוטנציאלית, ואילו בתחתית, כאשר היא נעה במהירות המרבית, יש לה אנרגיה קינטית בלבד. אם תרשים את הקשר בין פוטנציאל לאנרגיה קינטית על פני שיניים, היית מקבל צורת גל חוזרת. התנועה של מטוטלת היא רציפה, כך שהגל יהיה גל סינוס טהור. האנרגיה הפוטנציאלית המתחילה את התהליך המחזורי מסופקת על ידי העבודה שאתה עושה להרמת המטוטלת. ברגע שתשחרר אותו, המטוטלת הייתה מתנודדת לנצח אם היא הייתה נועדת לכוח החיכוך האווירי המתנגד לתנועתו.
זה העיקרון שמאחורי מתנד אלקטרוני מהדהד. המתח שמספק מקור כוח DC, כמו סוללה, מקביל לעבודה שאתה מבצע כשאת מרימה מטוטלת, והזרם החשמלי המשתחרר, הזורם ממקור הכוח, מסתובב בין קבל לקליל אינדוקטיבי. מעגל מסוג זה ידוע כמתנד LC, בו L מציין את סליל השרטוט ו- C מציין את הקבל. זה לא הסוג היחיד של מתנד, אבל זה מתנד עשה זאת בעצמך שאתה יכול לבנות ללא צורך בהלחמת רכיבים אלקטרוניים ללוח מעגלים.
מעגל מתנד פשוט - מתנד LC
מתנד LC טיפוסי מורכב מקבל וסליל אינדוקטיבי המחוברים במקביל ומחוברים למקור כוח DC. הכוח זורם אל הקבל, שהוא מכשיר אלקטרוני המורכב משתי צלחות המופרדות על ידי חומר בידוד המכונה דיאלקטרי. לוח הכניסה נטען לערכו המרבי, וכשהוא מגיע לטעינה מלאה, הזרם זורם על פני הבידוד לפלטה השנייה וממשיך לסליל. זרם הזורם דרך הסליל מעורר אז שדה מגנטי בליבת המשרן.
כאשר הקבל התרוקן במלואו והזרם מפסיק לזרום, השדה המגנטי בליבת המשרן מתחיל להתפוגג, מה שמייצר זרם אינדוקטיבי שזורם בכיוון ההפוך בחזרה לפלטת הפלט של הקבל. צלחת זו גובה כעת את הערך המקסימלי שלה ופורשת, תוך שהיא זורמת בכיוון ההפוך חזרה לסליל המשרן. תהליך זה יימשך לנצח אלמלא התנגדות חשמלית ונזילה מהקבל. אם הייתם משרטטים את זרימת הזרם, הייתם מקבלים צורת גל שמתדרדרת בהדרגה לקו אופקי בציר ה- x.
ביצוע רכיבים למתנד DIY
אתה יכול לבנות את הרכיבים הדרושים לך למעגל מתנד DIY בעזרת חומרים ברחבי הבית. התחל עם הקבל. יש לגלול דף של אריזת מזון מפלסטיק באורך של כשלושה מטרים ואז להניח עליו דף נייר אלומיניום שאינו רחב או ארוך כל כך. מכסים את זה עם דף פלסטיק נוסף זהה לזה הראשון, ואז הניחו דף נייר כסף שני, זהה לגיליון הנייר הראשון, על גבי זה. נייר הכסף הוא החומר המוליך אשר אוגר טעינה, והפלסטיק הוא החומר הדיאלקטרי המקביל לפלטת הבידוד בקבל רגיל. הדביקו כל חוט נחושת באורך חוט נחושת בגודל 18 מד, ואז גלגלו את הכל לצורת סיגר ועטפו סביבו קלטת כדי להחזיק אותו יחד.
כדי לייצר סליל אינדוקטיבי, השתמש בבורג פלדה גדול, כגון בורג גררה 1 / 2- או 3/4 אינץ ', לליבה. עטוף סביבו חוט 18 או 20 מד כמה מאות פעמים - ככל שתעטוף את החוט יותר פעמים, כך הסליל יפיק יותר מתח. עטפו את החוט בשכבות והשאירו את שני קצוות החוט חופשיים ליצירת חיבורים.
תזדקק למקור חשמל DC. אתה יכול להשתמש בסוללה אחת של 9 וולט. אתה צריך גם משהו כדי לבדוק את המעגל. אתה יכול להשתמש במולטימטר, אך נורת לד היא קלה יותר (ודרמטית יותר).
מוכן, הגדר, נדנד
כדי להתחיל דברים, אתה צריך לחבר את הקבל והמשרן במקביל. עשו זאת על ידי פיתול חוט אחד מהמשרן לאחד מחוטי הקבל ואז סיבוב שני החוטים האחרים זה לזה. הקוטביות אינה חשובה, כך שלא משנה אילו חוטים תבחרו.
בשלב הבא עליכם לטעון את הקבל. עשה זאת בעזרת זוג חוטים עם קטעי תנין בשני הקצוות או קבל קליפ סוללה שמתאים לראש הסוללה של 9 וולט. מהדק חוט אחד על זוג חוטים מפותלים זה מזה, והקצה השני על אחד מסופי הסוללה החופשיים, ואז השתמש בחוט השני כדי לחבר את זוג החוטים האחרים אל מסוף הסוללה השני.
יתכן שייקח 5 או 10 דקות עד שהקבל יטען והמעגל יתחיל להתנודד. לאחר שחלף זמן זה, נתק את המוליך האחד מהסוללה והצמיד אותו לאחד החוטים הנמצאים על הנורה, ואז נתק את המוליך השני והדק אותו על חוט ה- LED האחר. ברגע שתשלים את המעגל, הנורית צריכה להתחיל להבהב. זה הסימן לכך שהמתנד עובד. השאר את המעגל מחובר כדי לראות כמה זמן הנורית ממשיכה להבהב.
שימושים למתנד קבלים
המתנד שאתה יכול לבנות עם קבלים לעטוף בנייר כסף ומשרן בורג עגלה הוא דוגמא למעגל טנק LC או מתנד לכוונון. זה סוג המתנד המשמש להכנסת וקליטת אותות רדיו, ליצירת גלי רדיו ותערובת תדרים. מתנד קבלים חשוב נוסף הוא כזה המעסיק קבלים ונגדים כדי להמיר אותות קלט DC לסיגנלי AC פועמים. מתנד מסוג זה מכונה מתנד RC (נגן / קבל), והוא בדרך כלל משלב טרנזיסטור אחד או יותר בתכנון שלו.
למתנדים RC יש שימושים רבים. יש אחד בכל מהפך, שהוא מכונה שממירה זרם זרם ישר לזרם זרם זרם חילופין. מהפך הוא מרכיב חשוב בכל מערכת חשמלית פוטו-וולטאית. בנוסף, מתנדים RC נפוצים בציוד קול. סינתיסייזרים משתמשים במתנדים RC כדי ליצור את הצלילים שהם משמיעים.
לא קל לבנות מתנד RC עם חומרים שנמצאו. כדי ליצור אחת בדרך כלל אתה צריך לעבוד עם רכיבי מעגל בפועל, מעגלים ומגהץ. אתה יכול למצוא בקלות דיאגרמות למעגל מתנד RC פשוט באינטרנט. צורת הגל ממתנד קבלים תלויה בקיבול הקבלים, בהתנגדות הנגדים המשמשים במעגל ובמתח הכניסה. הקשר מעט מורכב מבחינה מתמטית אך קל לבדיקה באופן ניסיוני על ידי בניית מעגלי מתנד עם מגוון רכיבים.