ઓસિલેટર - ઓપરેશનનો સિદ્ધાંત, પ્રકારો, એપ્લિકેશન

ઓસીલેટીંગ સિસ્ટમને ઓસીલેટર કહેવામાં આવે છે. એટલે કે, ઓસિલેટર એ એવી સિસ્ટમ છે જેમાં કેટલાક બદલાતા સૂચક અથવા કેટલાક સૂચકાંકો સમયાંતરે પુનરાવર્તિત થાય છે. આ જ શબ્દ "ઓસિલેટર" લેટિન "ઓસિલો" પરથી આવ્યો છે - સ્વિંગ.

ઓસિલેટર ભૌતિકશાસ્ત્ર અને તકનીકમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે કારણ કે લગભગ કોઈપણ રેખીય ભૌતિક સિસ્ટમને ઓસિલેટર તરીકે વર્ણવી શકાય છે. સૌથી સરળ ઓસિલેટરના ઉદાહરણો ઓસીલેટીંગ સર્કિટ અને લોલક છે. ઇલેક્ટ્રિકલ ઓસિલેટર ડાયરેક્ટ કરંટને વૈકલ્પિક પ્રવાહમાં રૂપાંતરિત કરે છે અને કંટ્રોલ સર્કિટનો ઉપયોગ કરીને જરૂરી આવર્તન પર ઓસિલેશન બનાવે છે.

ઇન્ડક્ટન્સ L ની કોઇલ અને કેપેસીટન્સ C ના કેપેસિટર ધરાવતા ઓસીલેટરી સર્કિટના ઉદાહરણનો ઉપયોગ કરીને, વિદ્યુત ઓસીલેટરની કામગીરીની મૂળભૂત પ્રક્રિયાનું વર્ણન કરવું શક્ય છે. ચાર્જ થયેલ કેપેસિટર, તેના ટર્મિનલ્સને કોઇલ સાથે જોડ્યા પછી તરત જ, તેમાંથી ડિસ્ચાર્જ થવાનું શરૂ કરે છે, જ્યારે કેપેસિટરના ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની ઊર્જા ધીમે ધીમે કોઇલના ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્રની ઊર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે.

જ્યારે કેપેસિટર સંપૂર્ણપણે ડિસ્ચાર્જ થાય છે, તેની તમામ ઉર્જા કોઇલની ઊર્જામાં જશે, પછી ચાર્જ કોઇલમાંથી આગળ વધવાનું ચાલુ રાખશે અને કેપેસિટરને તેની શરૂઆત કરતા વિપરીત ધ્રુવીયતામાં રિચાર્જ કરશે.

ઉપરાંત, કેપેસિટર કોઇલ દ્વારા ફરીથી ડિસ્ચાર્જ કરવાનું શરૂ કરશે, પરંતુ વિરુદ્ધ દિશામાં, વગેરે. — સર્કિટમાં ઓસિલેશનનો દરેક સમયગાળો, વાયરના કોઇલના પ્રતિકાર પર અને કેપેસિટરના ડાઇલેક્ટ્રિકમાં ઊર્જાના વિસર્જનને કારણે ઓસિલેશન અદૃશ્ય થઈ જાય ત્યાં સુધી પ્રક્રિયા પુનરાવર્તિત થશે.

એક રીતે અથવા બીજી રીતે, આ ઉદાહરણમાં ઓસિલેટીંગ સર્કિટ એ સૌથી સરળ ઓસિલેટર છે, કારણ કે તેમાં નીચેના સૂચકાંકો સમયાંતરે બદલાતા રહે છે: કેપેસિટરમાં ચાર્જ, કેપેસિટરની પ્લેટો વચ્ચેનો સંભવિત તફાવત, વિદ્યુત ક્ષેત્રની મજબૂતાઈ કેપેસિટરનું ડાઇલેક્ટ્રિક, કોઇલ દ્વારા પ્રવાહ અને કોઇલનું ચુંબકીય ઇન્ડક્શન. આ કિસ્સામાં, ફ્રી ડેમ્પિંગ ઓસિલેશન થાય છે.

ઓસીલેટરી ઓસીલેશન્સ અનડેમ્પ્ડ થવા માટે, વિખરાયેલી વિદ્યુત ઊર્જાને ફરી ભરવી જરૂરી છે. તે જ સમયે, સર્કિટમાં ઓસિલેશનના સતત કંપનવિસ્તાર જાળવવા માટે, આવનારી વીજળીને નિયંત્રિત કરવી જરૂરી છે જેથી કંપનવિસ્તાર નીચે ન ઘટે અને આપેલ મૂલ્યથી ઉપર ન વધે. આ ધ્યેય હાંસલ કરવા માટે, સર્કિટમાં પ્રતિસાદ લૂપ રજૂ કરવામાં આવે છે.

આ રીતે, ઓસિલેટર એક સકારાત્મક પ્રતિસાદ એમ્પ્લીફાયર સર્કિટ બની જાય છે, જ્યાં આઉટપુટ સિગ્નલ આંશિક રીતે કંટ્રોલ સર્કિટના સક્રિય તત્વને આપવામાં આવે છે, જેના પરિણામે સર્કિટમાં સતત કંપનવિસ્તાર અને આવર્તનના સતત સિનુસોઇડલ ઓસિલેશન જાળવવામાં આવે છે.એટલે કે, sinusoidal oscillators સક્રિય તત્વોમાંથી નિષ્ક્રિય રાશિઓમાં ઊર્જાના પ્રવાહને કારણે કાર્ય કરે છે, પ્રતિક્રિયા લૂપમાંથી પ્રક્રિયાના સમર્થન સાથે. સ્પંદનો થોડો ચલ આકાર ધરાવે છે.

ઓસિલેટર છે:

• હકારાત્મક અથવા નકારાત્મક પ્રતિસાદ સાથે;

• sinusoidal, ત્રિકોણાકાર, sawtooth, લંબચોરસ વેવફોર્મ સાથે; ઓછી આવર્તન, રેડિયો આવર્તન, ઉચ્ચ આવર્તન, વગેરે;

• RC, LC — ઓસિલેટર, ક્રિસ્ટલ ઓસિલેટર (ક્વાર્ટઝ);

• સતત, ચલ અથવા એડજસ્ટેબલ ફ્રીક્વન્સી ઓસિલેટર.

ઓસીલેટર (જનરેટર) રોયર

સતત વોલ્ટેજને લંબચોરસ કઠોળમાં રૂપાંતરિત કરવા અથવા અન્ય કોઈ હેતુ માટે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઓસિલેશન મેળવવા માટે, તમે રોયર ટ્રાન્સફોર્મર ઓસિલેટર અથવા રોયર જનરેટરનો ઉપયોગ કરી શકો છો... આ ઉપકરણમાં દ્વિધ્રુવી ટ્રાન્ઝિસ્ટર VT1 અને VT2, પ્રતિરોધકોની જોડી R1 અને R2, કેપેસિટર C1 અને C2 ની જોડી પણ કોઇલ સાથે સંતૃપ્ત ચુંબકીય સર્કિટ - ટ્રાન્સફોર્મર ટી.

ટ્રાન્ઝિસ્ટર કી મોડમાં કાર્ય કરે છે, અને સંતૃપ્ત ચુંબકીય સર્કિટ હકારાત્મક પ્રતિસાદની મંજૂરી આપે છે અને જો જરૂરી હોય તો, પ્રાથમિક લૂપમાંથી ગૌણ વિન્ડિંગને ગેલ્વેનિકલી અલગ પાડે છે.

સમયની પ્રારંભિક ક્ષણે, જ્યારે વીજ પુરવઠો ચાલુ થાય છે, ત્યારે નાના કલેક્ટર પ્રવાહો સ્ત્રોત ઉપરથી ટ્રાંઝિસ્ટર દ્વારા વહેવાનું શરૂ કરે છે. એક ટ્રાન્ઝિસ્ટર વહેલું ખુલશે (વીટી 1 દો), અને વિન્ડિંગ્સને પાર કરતો ચુંબકીય પ્રવાહ વધશે અને તે જ સમયે વિન્ડિંગ્સમાં પ્રેરિત EMF વધશે. બેઝ વિન્ડિંગ્સ 1 અને 4 માં EMF એવું હશે કે જે ટ્રાન્ઝિસ્ટર પહેલા ખોલવાનું શરૂ કર્યું (VT1) ખુલશે અને નીચા પ્રારંભિક પ્રવાહ (VT2) સાથે ટ્રાન્ઝિસ્ટર બંધ થઈ જશે.

ટ્રાન્ઝિસ્ટર VT1 નો કલેક્ટર વર્તમાન અને ચુંબકીય સર્કિટમાં ચુંબકીય પ્રવાહ ચુંબકીય સર્કિટની સંતૃપ્તિ સુધી વધતો રહેશે, અને સંતૃપ્તિની ક્ષણે વિન્ડિંગ્સમાં EMF શૂન્ય થઈ જશે. કલેક્ટર વર્તમાન VT1 ઘટવાનું શરૂ થશે, ચુંબકીય પ્રવાહ ઘટશે.

વિન્ડિંગ્સમાં પ્રેરિત EMF ની ધ્રુવીયતા ફરી વળશે અને પાયાના વિન્ડિંગ્સ સપ્રમાણ હોવાથી, ટ્રાન્ઝિસ્ટર VT1 બંધ થવાનું શરૂ કરે છે અને VT2 ખુલવાનું શરૂ કરે છે.

ચુંબકીય પ્રવાહમાં વધારો અટકે ત્યાં સુધી ટ્રાન્ઝિસ્ટર VT2 નો કલેક્ટર કરંટ વધવાનું શરૂ થશે (હવે વિરુદ્ધ દિશામાં), અને જ્યારે વિન્ડિંગ્સમાં EMF શૂન્ય પર પાછો ફરે છે, ત્યારે કલેક્ટર વર્તમાન VT2 ઘટવા લાગે છે, ચુંબકીય પ્રવાહ ઘટે છે, EMF પોલેરિટીમાં ફેરફાર કરે છે. ટ્રાન્ઝિસ્ટર VT2 બંધ થશે, VT1 ખુલશે અને પ્રક્રિયા ચક્રીય રીતે પુનરાવર્તિત થવાનું ચાલુ રાખશે.

રોયર જનરેટરના ઓસિલેશનની આવર્તન પાવર સ્ત્રોતના પરિમાણો અને નીચેના સૂત્ર અનુસાર ચુંબકીય સર્કિટની લાક્ષણિકતાઓ સાથે સંબંધિત છે:

ઉપર - સપ્લાય વોલ્ટેજ; ω એ કલેક્ટરના દરેક કોઇલના વળાંકોની સંખ્યા છે; S એ ચોરસ સેમીમાં ચુંબકીય સર્કિટનો ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તાર છે; Bn - કોર સંતૃપ્તિ ઇન્ડક્શન.

ચુંબકીય સર્કિટની સંતૃપ્તિની પ્રક્રિયામાં, ટ્રાન્સફોર્મરના વિન્ડિંગ્સમાં ઇએમએફ સતત રહેશે, પછી ગૌણ વિન્ડિંગની હાજરીમાં, તેની સાથે જોડાયેલા લોડ સાથે, ઇએમએફ લંબચોરસ કઠોળનું સ્વરૂપ લેશે. ટ્રાન્ઝિસ્ટરના બેઝ સર્કિટમાં રેઝિસ્ટર કન્વર્ટરની કામગીરીને સ્થિર કરે છે, અને કેપેસિટર્સ આઉટપુટ વોલ્ટેજના આકારને સુધારવામાં મદદ કરે છે.

રોયર ઓસિલેટર ટી ટ્રાન્સફોર્મરમાં કોરના ચુંબકીય ગુણધર્મોને આધારે એકમોથી સેંકડો કિલોહર્ટ્ઝ સુધીની ફ્રીક્વન્સીઝ પર કામ કરી શકે છે.

વેલ્ડિંગ ઓસિલેટર

વેલ્ડીંગ આર્કની ઇગ્નીશનને સરળ બનાવવા અને તેની સ્થિરતા જાળવવા માટે, વેલ્ડીંગ ઓસિલેટરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. વેલ્ડીંગ ઓસીલેટર એ એક ઉચ્ચ આવર્તન સર્જ જનરેટર છે જે પરંપરાગત AC અથવા DC પાવર સપ્લાય સાથે કામ કરવા માટે રચાયેલ છે…. તે 2 થી 3 kV ના સેકન્ડરી વોલ્ટેજ સાથે LF સ્ટેપ-અપ ટ્રાન્સફોર્મર પર આધારિત ભીના ઓસિલેશન સ્પાર્ક જનરેટર છે.

ટ્રાન્સફોર્મર ઉપરાંત, સર્કિટમાં લિમિટર, ઓસીલેટીંગ સર્કિટ, કપ્લીંગ કોઇલ અને બ્લોકીંગ કેપેસિટર હોય છે. ઓસીલેટીંગ સર્કિટ માટે આભાર, મુખ્ય ઘટક તરીકે, ઉચ્ચ-આવર્તન ટ્રાન્સફોર્મર કામ કરે છે.

ઉચ્ચ-આવર્તન સ્પંદનો ઉચ્ચ-આવર્તન ટ્રાન્સફોર્મરમાંથી પસાર થાય છે અને ઉચ્ચ-આવર્તન વોલ્ટેજ આર્ક ગેપ દ્વારા લાગુ થાય છે. બાયપાસ કેપેસિટર આર્સીંગ પાવર સ્ત્રોતને બાયપાસ થવાથી અટકાવે છે. એચએફ પ્રવાહોમાંથી ઓસિલેટર કોઇલના વિશ્વસનીય અલગતા માટે વેલ્ડીંગ સર્કિટમાં ચોકનો પણ સમાવેશ થાય છે.

300 ડબ્લ્યુ સુધીની શક્તિ સાથે, વેલ્ડિંગ ઓસિલેટર ઘણા દસ માઇક્રોસેકન્ડ્સ સુધી ચાલતી કઠોળ આપે છે, જે પ્રકાશ ચાપને સળગાવવા માટે પૂરતું છે. ઉચ્ચ આવર્તન, ઉચ્ચ વોલ્ટેજ વર્તમાન ફક્ત વર્કિંગ વેલ્ડીંગ સર્કિટ પર સુપરિમ્પોઝ કરવામાં આવે છે.

વેલ્ડીંગ માટે ઓસિલેટર બે પ્રકારના હોય છે:

• પલ્સ પાવર સપ્લાય;

• સતત ક્રિયા.

સતત ઓસિલેટર ઉત્તેજક વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન સતત કાર્ય કરે છે, ઉચ્ચ આવર્તન (150 થી 250 kHz) અને ઉચ્ચ વોલ્ટેજ (3000 થી 6000 V) સહાયક પ્રવાહને તેના વર્તમાનની ટોચ પર સુપરઇમ્પોઝ કરીને ચાપ પર પ્રહાર કરે છે.

જો સલામતીની સાવચેતીઓનું પાલન કરવામાં આવે તો આ પ્રવાહ વેલ્ડરને નુકસાન પહોંચાડશે નહીં. ઉચ્ચ-આવર્તન પ્રવાહના પ્રભાવ હેઠળની ચાપ વેલ્ડીંગ વર્તમાનના ઓછા મૂલ્ય પર સમાનરૂપે બળે છે.

શ્રેણી કનેક્શનમાં સૌથી વધુ કાર્યક્ષમ વેલ્ડીંગ ઓસિલેટર, કારણ કે તેમને સ્ત્રોત માટે ઉચ્ચ વોલ્ટેજ રક્ષણની સ્થાપનાની જરૂર નથી. ઓપરેશન દરમિયાન, એરેસ્ટર 2 મીમી સુધીના ગેપ દ્વારા શાંત ક્રેકલ બહાર કાઢે છે, જે ખાસ સ્ક્રૂ સાથે કામ શરૂ કરતા પહેલા એડજસ્ટ કરવામાં આવે છે (આ સમયે, આઉટલેટમાંથી પ્લગ દૂર કરવામાં આવે છે!).

એસી વેલ્ડીંગ એસી પ્રવાહની ધ્રુવીયતાને ઉલટાવીને ચાપને સળગાવવામાં મદદ કરવા માટે સ્પંદિત પાવર ઓસિલેટરનો ઉપયોગ કરે છે.