Proceso oscilatorio en ingeniería eléctrica y electrónica, tipos de oscilaciones.
Proceso oscilatorio: un proceso con diversos grados de repetibilidad. Todos los procesos oscilatorios se dividen en 2 clases: periódicos y no periódicos. En teoría, también utilizan una clase intermedia: oscilaciones casi periódicas.
Un proceso oscilatorio se llama periódico, en el que el valor que caracteriza este proceso, tomado en cualquier momento, después de un cierto período de tiempo T tiene el mismo valor.
La función f (t), que es una expresión matemática del proceso oscilatorio, se llama periódica con período T si cumple la condición f (t + T) = f (t).
Entre la clase de procesos oscilatorios periódicos, el papel principal lo desempeñan las oscilaciones armónicas o sinusoidales, en las que se produce un cambio en una cantidad física con el tiempo de acuerdo con la ley del seno o del coseno. Su récord general es:
y = f (t) = aCoseno ((2π / T) t — φ),
donde a — amplitud de oscilaciones, φ es la fase de oscilación, 1 /T = f — frecuencia y 2πf = ω — frecuencia de vibraciones cíclicas o circulares.
Aplicación de las oscilaciones sinusoidales y sus características:
Maneras gráficas de mostrar la corriente alterna
Una función casi periódica correspondiente a una lectura de oscilaciones periódicas se define por la condición:
| f · (t + τ) — f (t) | <= ε donde ε — asigna un valor a cada valor T.
La cantidad τ en este caso se llama casi período. Si el valor de ε es muy pequeño en comparación con el valor promedio de f (t) en el tiempo T, entonces la función cuasi-periódica será cercana a la periódica.
Las oscilaciones no periódicas son mucho más variadas que las periódicas. Pero la mayoría de las veces en la automatización uno tiene que encontrar oscilaciones sinusoidales amortiguadas o crecientes.
Las oscilaciones de acuerdo con la ley de la sinusoide amortiguada o, como a veces se les llama, oscilaciones armónicas amortiguadas, se pueden representar en una forma general:
x = Ae-δTcos·(ω + φ),
donde t es el tiempo, A y φ son constantes arbitrarias. La notación general de la ley de oscilaciones armónicas crecientes difiere solo en el signo del factor de amortiguamiento δ[1 segundo].
Higo. 1 - proceso oscilante, Fig. 2. — proceso periódico, fig. 3. — oscilaciones armónicas decrecientes, fig. 4. — aumento de las oscilaciones armónicas.
Un ejemplo de la aplicación del proceso oscilatorio es el circuito oscilatorio más simple.
Circuito oscilador (circuito eléctrico) — un circuito eléctrico pasivo en el que pueden ocurrir oscilaciones eléctricas con una frecuencia determinada por los parámetros del propio circuito.
El circuito oscilante más simple consiste en la capacitancia C y la inductancia L. En ausencia de influencia externa, amortiguar las oscilaciones con frecuencia εО = 1/2π√LC.
La amplitud de las vibraciones disminuye con, por ejemplo, -δT, donde δ es el coeficiente de amortiguamiento. Si δ> = eO, entonces las oscilaciones amortiguadas en el circuito se vuelven no periódicas.
En electrónica, la calidad del circuito oscilante está determinada por el factor de calidad: Q = nf/δ... Cuando una fuerza periódica externa actúa sobre el circuito oscilante, se producen oscilaciones forzadas en él. La amplitud de las oscilaciones forzadas aumenta significativamente para los circuitos de alto Q si la frecuencia de la influencia externa está cerca de eo (resonancia). El circuito oscilante es una de las partes principales de los amplificadores resonantes, generadores y otros dispositivos electrónicos.
Ver también sobre este tema: Aplicación de resonancia de voltaje y resonancia de corriente.