Mi az a tankáramkör?
Más néven induktor-kondenzátor áramkör, LC áramkör, rezonátor áramkör vagy hangolt áramkör, a tartályáramkör egy egyszerű elektromos áramkör, amely mágneses rezonanciát használ elektromos töltés tárolására vagy elektromágneses frekvencia létrehozására. Ha valaha is elgondolkozott már azon, hogy rádiója hogyan veszi fel az egyes frekvenciákat, amikor elforgatja a tárcsát – ahelyett, hogy egyszerre játssza le az összes rádiófrekvenciát a levegőben –, a válasz egy tankáramkör.
Egy kis történelem
Az első tanulmány a tankáramkörben talált elektromágneses rezgésekről 1827-ben jelent meg Franciaországban, Felix Savary által. Savary egy Leyden Jar-t, ugyanazt az eszközt használta, amelyet Benjamin Franklin használt a sárkánykísérleteiből származó elektromosság "elfogására", hogy dokumentálja, hogyan váltják ki a palack belsejében és külsején lévő ellentétes töltések a mágnesezett tű előre-hátra fordulását. Savary úttörő munkája megmutatta, hogyan oszcillál a mágneses töltés egy tekercs és egy töltött lemez között. Ezeket az oszcillációkat később elektromágneses frekvenciákként ismerik fel, és létfontosságúakká válnak a korai rádiótechnológiában, amelyet olyan tudósok fejlesztettek ki, mint Guglielmo Marconi.
Mi ez?
A tartályáramkör egy kondenzátorból áll, amely vezetékekkel egy tekercshez, egy induktorhoz van csatlakoztatva. A kondenzátor egyszerűen két vezetőképes lemez, amelyeket nem vezető anyag, például viaszpapír választ el egymástól. Amikor a kondenzátor elektromos töltést kap, pozitív és negatív töltések halmozódnak fel a nem vezető felület ellentétes végein. Mivel az ellentétes töltések vonzzák, de nem tudnak áthaladni a nem vezető felületen, a vezetékeken keresztül eljutnak az induktor tekercséhez, elektromágnesesen feltöltve az induktort.
Hogyan működik
A rezonanciát egy tankáramkörben a kondenzátor és az induktor közötti mozgás hozza létre, ugyanezt a mozgást észlelte Savary a Leyden Jar-ben is. Amint az elektromos töltés a kondenzátorból a tekercsbe mozog, a kondenzátor elveszti az elektromágneses energiát, és az induktor elektromágnesesen feltöltődik. Ha azonban az induktor jobban fel van töltve, mint a kondenzátor, a tekercs körüli elektromágneses felhő elkezd szétoszlani, és az energia a vezetékeken keresztül visszaáramlik a kondenzátorhoz. A folyamat ezután újra kezdődik, és újra és újra ismétlődik, amíg az összes eredeti energia elvész az áramkör ellenállása miatt.
A tartályáramkörök felhasználása
A kondenzátor és az induktor között oda-vissza áramló elektromos energia olyan elektromágneses frekvenciát bocsát ki, amely nagyon hasznos a távközlési technológiában. A rádióadók és -vevők hangolására gyakran használt tartályáramkörök feltölthetők, hogy meghatározott frekvenciát állítsanak elő. Amikor egy rádiót egy adott állomásra kapcsol, akkor valóban megváltoztatja a tankáramkör töltését, hogy az ezen a frekvencián rezonáljon. Ezt a rezonanciát arra használják, hogy kiszűrjenek más frekvenciákat, és csak a kiválasztott állomást játsszák le. Ugyanezt a technológiát használják mindenféle kommunikációs berendezésben, a rádiótornyoktól a walkie-talkie-kig.