Электрлік фильтрлер
Жиілікке тәуелді тізбектер және электрлік фильтрлер
Индуктивтік пен сыйымдылықтық кедергілердің жиілікке тәуелді екені белгілі: индуктивтілік тұрақты токқа кедергі жасамайды, ал сыйымдылық тұрақты токты өткізбейді. Осы қасиеттер практикада әртүрлі қондырғыларда кеңінен пайдаланылады.
Индуктивтік (L)
Тұрақты құраушыға кедергі келтірмейді, ал жоғары жиілікті гармоникаларды айқын әлсіретеді.
Сыйымдылық (C)
Тұрақты токты өткізбейді, бірақ жоғары жиілікті гармоникалар үшін кедергісі аз болып, оларды өз тармағына «алып кетеді».
Аралас LC
Жоғары гармоникаларды әлсірету мен тұрақты құраушыны жүктемеде сақтау міндеттерін бірге тиімді атқарады.
Фильтрлердің жұмысы: тұрақты құраушы мен гармоникаларды бөлу
Индуктивті катушканы жүктемемен бірізді қосу
Индуктивті катушка электр қабылдағышпен бірізді жалғанса, ол токтың тұрақты құраушысына кедергі жасамайды. Ал токтың гармоникаларына, әсіресе жоғары жиіліктілеріне, үлкен кедергі жасап, оларды әлсіретеді. Нәтижесінде жүктемеге өтетін ток «таза» болады.
Негізгі ой: L — тұрақты құраушыны өткізеді, жоғары жиілікті құрамдастарды басады.
Конденсаторды жүктемеге параллель қосу
Конденсатор электр қабылдағышқа параллель жалғанса, тұрақты құраушы конденсатор тармағымен өтпейді де, жүктеме арқылы «өз жолымен» өтеді. Ал жоғары жиілікті гармоникалар үшін конденсатордың кедергісі аз болғандықтан, сол гармоникалар конденсатор тармағына ауысады.
Негізгі ой: C — жоғары жиілікті құрамдастарды айналып өткізіп, жүктемеден «алып кетеді».
Токтың жоғары гармоникаларын әлсірететін немесе оларды басқа тармақтарға бағыттайтын, ал тұрақты құраушыны негізінен электр қабылдағышта қалдыратын құрылғылар электр фильтрлері деп аталады. Практикада көбіне L мен C элементтері бірге қолданылып, фильтрлеу сапасы арттырылады.
Белгілі бір гармониканы таңдап өткізу және резонанс
Фильтрлер тек жоғары жиілікті құрамдастарды әлсірету үшін ғана емес, белгілі бір гармониканы өткізу немесе бір гармониканы басқа гармоникалардан бөліп алу үшін де қолданылады. Бұл үшін индуктивті катушка мен конденсаторды бірізді немесе параллель жалғап, тізбекті кернеулердің немесе токтардың резонансына келтіреді.
Бірізді LC — «өткізетін» резонанс
Егер L мен C бірізді жалғанып, тізбек белгілі бір k-шы гармоникада резонансқа түссе, сол гармоника үшін тізбектің кедергісі өте аз болады. Ал басқа гармоникаларға және тұрақты құраушыға кедергі үлкен болып, олар қатты әлсірейді. Сондықтан жүктемеден негізінен k-шы гармоника өтеді.
Нәтиже: жүктеме арқылы k-шы гармоника «таңдалып» өтеді.
Бірізді LC тармағын параллель қосу — «жоюшы» әсер
Егер бірізді жалғанған LC тармағы электр қабылдағышқа параллель қосылса, резонанстағы k-шы гармоника үшін бұл тармақ өте «өтімді» болады да, сол гармоника жүктемеге емес, LC тармағына ауысып кетеді. Нәтижесінде электр қабылдағыштағы ток құрамында k-шы гармоника болмайды.
Нәтиже: k-шы гармоника жүктемеден «алып тасталады».
Параллель LC — токтар резонансы
Егер L мен C параллель жалғанып, токтар резонансына келтірілсе, бірізді қосылған электр қабылдағышта k-шы гармоника байқалмайды. Ал параллель қосылған қабылдағышта, керісінше, дәл сол k-шы гармоника бөлініп шығады.
Нәтиже: схемаға қарай k-шы гармониканы не басуға, не бөліп алуға болады.
Қолданылу салалары
Мұндай электр фильтрлері айнымалы ток түзеткіштерінде және радиотехникада кеңінен қолданылады: олар сигнал мен қоректену тізбектеріндегі қажетсіз гармоникаларды әлсіретіп, қажетті жиілік құрамдастарын таңдауға мүмкіндік береді.