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물리학에서 발진기는 에너지를 한 형태에서 다른 형태로 지속적으로 변환하는 모든 장치입니다. 진자는 간단한 예입니다. 스윙의 맨 위에있을 때 모든 에너지는 잠재적 인 에너지이고 맨 아래에는 최대 속도로 움직일 때 운동 에너지 만 있습니다. 타인에 대한 전위와 운동 에너지의 관계를 그래프로 표시하면 반복되는 파형을 얻게됩니다. 진자의 움직임은 연속적이므로 파는 순수한 사인파가됩니다. 주기적 프로세스를 시작하는 잠재적 에너지는 진자를 들어 올리는 작업에 의해 공급됩니다. 일단 손을 떼면 진자의 움직임에 저항하는 공기 마찰력이 없다면 진자가 영원히 진동합니다.
이것이 공진 전자 발진기의 원리입니다. 배터리와 같은 DC 전원이 공급하는 전압은 진자를 들어 올릴 때 수행하는 작업 및 전원에서 흐르는 전류가 커패시터와 유도 코일 사이에서 순환하는 것과 유사합니다. 이 유형의 회로는 LC 발진기로 알려져 있으며, 여기서 L은 유도 코일을 나타내고 C는 커패시터를 나타냅니다. 이것은 오실레이터의 유일한 유형은 아니지만 전자 부품을 회로 기판에 납땜하지 않고도 구성 할 수있는 DIY 발진기입니다.
간단한 발진기 회로 – LC 발진기
일반적인 LC 발진기는 병렬로 배선되고 DC 전원에 연결된 커패시터와 유도 코일로 구성됩니다. 전력은 커패시터로 흐르며, 이는 유전체로 알려진 절연 재료로 분리 된 두 개의 플레이트로 구성된 전자 장치입니다. 입력 플레이트는 최대 값으로 충전되고 완전히 충전되면 전류가 절연판을 통해 다른 플레이트로 흐르고 코일로 계속 이어집니다. 코일을 통해 흐르는 전류는 인덕터 코어에서 자기장을 유도한다.
커패시터가 완전히 방전되고 전류가 흐르지 않으면 인덕터 코어의 자기장이 사라지기 시작하여 커패시터의 출력 판에 반대 방향으로 흐르는 유도 전류가 생성됩니다. 이 플레이트는 이제 최대 값으로 충전되고 방전되어 반대 방향으로 전류가 인덕터 코일로 되돌아갑니다. 이 과정은 커패시터의 전기적 저항과 누설이 아니라면 영원히 계속 될 것입니다. 전류 흐름을 그래프로 표시하면 x 축의 수평선으로 서서히 줄어드는 파형이 나타납니다.
DIY 발진기를위한 부품 만들기
집 주변의 재료를 사용하여 DIY 발진기 회로에 필요한 구성 요소를 구성 할 수 있습니다. 커패시터부터 시작하십시오. 약 3 피트 길이의 플라스틱 식품 포장지를 펼친 다음 넓거나 길지 않은 알루미늄 호일을 그 위에 놓습니다. 이것을 첫 번째 플라스틱 시트와 동일한 다른 플라스틱 시트로 덮은 다음 첫 번째 포일 시트와 동일한 두 번째 포일 시트를 그 위에 놓습니다. 포일은 전하를 저장하는 전도성 물질이며, 플라스틱은 표준 커패시터의 절연판과 유사한 유전체입니다. 호일 한 장에 18 게이지 구리선 길이를 붙인 다음 모든 것을 시가 모양으로 말아서 테이프를 감아 묶습니다.
유도 코일을 만들려면 코어에 1/2 또는 3/4 인치 캐리지 볼트와 같은 큰 강철 볼트를 사용하십시오. 전선을 감싸는 횟수가 많을수록 코일이 생성하는 전압이 더 많아집니다. 와이어를 층으로 감싸고 와이어의 두 끝을 자유롭게 두어 연결하십시오.
DC 전원이 필요합니다. 단일 9 볼트 배터리를 사용할 수 있습니다. 또한 회로를 테스트 할 무언가가 필요합니다. 멀티 미터를 사용할 수 있지만 LED 전구가 더 쉽습니다 (더 극적인).
준비, 설정, 진동
작업을 시작하려면 커패시터와 인덕터를 병렬로 연결해야합니다. 인덕터의 한 와이어를 커패시터 와이어 중 하나로 꼬인 다음 다른 두 와이어를 꼬아 서이 작업을 수행하십시오. 극성은 중요하지 않으므로 선택한 와이어는 중요하지 않습니다.
다음으로 커패시터를 충전해야합니다. 양쪽 끝에 악어 입 클립이있는 한 쌍의 전선으로이 작업을 수행하거나 9V 배터리 상단에 맞는 배터리 클립을 얻으십시오. 한 리드를 한 쌍의 꼬인 전선에 고정하고 다른 쪽 끝을 사용 가능한 배터리 단자 중 하나에 고정한 다음 다른 와이어를 사용하여 다른 한 쌍의 전선을 다른 배터리 단자에 연결합니다.
커패시터가 충전되고 회로가 진동하기 시작하는 데 5 분 또는 10 분이 걸릴 수 있습니다. 이 시간이 지나면 배터리에서 하나의 리드를 분리하고 LED의 전선 중 하나에 고정한 다음 다른 리드를 분리하고 다른 LED 리드에 고정하십시오. 회로를 완료하자마자 LED가 깜박이기 시작합니다. 그것은 오실레이터가 작동한다는 신호입니다. LED가 계속 깜박이는 시간을 보려면 회로를 연결된 상태로 두십시오.
커패시터 발진기 사용
포일 랩 커패시터 및 캐리지 볼트 인덕터로 구축 할 수있는 오실레이터는 LC 탱크 회로 또는 튜닝 오실레이터의 예입니다. 무선 신호를 수신 및 수신하고 전파를 생성하며 주파수를 혼합하는 데 사용되는 발진기 유형입니다. 또 다른 중요한 커패시터 발진기는 커패시터와 저항을 사용하여 DC 입력 신호를 맥동 AC 신호로 변환하는 것입니다. 이 유형의 발진기는 RC (저항 / 캐패시터) 발진기로 알려져 있으며 일반적으로 하나 이상의 트랜지스터를 설계에 통합합니다.
RC 발진기는 여러 용도로 사용됩니다. 인버터마다 DC 전류를 AC 하우스 전류로 변환하는 기계가 하나씩 있습니다. 인버터는 모든 태양 광 전기 시스템의 중요한 구성 요소입니다. 또한 RC 발진기는 음향 장비에서 일반적입니다. 신시사이저는 RC 발진기를 사용하여 그들이 만드는 소리를 생성합니다.
찾은 재료로 RC 발진기를 만드는 것은 쉽지 않습니다. 하나를 만들려면 일반적으로 실제 회로 구성 요소, 회로 보드 및 납땜 인두로 작업해야합니다. 간단한 RC 발진기 회로에 대한 다이어그램을 온라인에서 쉽게 찾을 수 있습니다. 커패시터 발진기의 파형은 커패시터의 커패시턴스, 회로에 사용되는 저항의 저항 및 입력 전압에 따라 다릅니다. 관계는 수학적으로 약간 복잡하지만 다양한 구성 요소로 발진기 회로를 구축하여 실험적으로 테스트하기 쉽습니다.