التردد وشكل النبضات وحدّة الصوت
كوّن نغمة من مستويين
حدّة الصوت تصف إن كان يبدو عالي النبرة أو منخفضها. التردد f يعد الدورات في الثانية؛ Hz (hertz) يعني هرتز، دورة واحدة في الثانية. موجة مستطيلة تتناوب بين 0 وV؛ عند 50% تصبح مربعة متناظرة. نسبة التشغيل D هي النسبة المئوية للزمن المرتفع. الزمن الدوري T دورة واحدة؛ ms (millisecond) ملي ثانية، 1/1000 ثانية.
طاولة التجارب
غيّر إعدادات الدائرة وتوقّع القراءات ثم تحقق من التحدي. هذه نماذج تعليمية، وتوضح كل تجربة افتراضاتها.
سجّل الدخول لحفظ تقدمك. يبقى تقدم الضيف على هذا الجهاز.
لماذا تعمل
Piezo اختصار piezoelectric، كهرضغطي: يغير الجهد شكل المادة لتستطيع الاهتزاز وإنتاج الصوت. نحسب التوقيت ومتوسط الجهد، لا شدة الصوت أو التيار. الاستماع الاختياري نغمة قصيرة من المتصفح، وليس نموذج بيزو فيزيائيًا. قد يختلف الصوت بين الأجهزة.
Piezo اختصار piezoelectric، كهرضغطي: تتغير هيئة المادة بالجهد وقد تهز الهواء لإنتاج صوت. V المستوى المرتفع بالفولت، D نسبة زمنه، وVmean المتوسط الزمني. تغيير D يغير الشكل لا f. عند 50% يدوم المستويان الزمن نفسه.
الصعوبة
ابنِ · ابنِ الدائرة
شغّل مع f = 200 Hz وD = 50% وV = 5 V. احصل على T = 5 ms وVmean = 2.5 V.
تحتاج إلى تلميح؟
f = 200 Hz; D = 50%; V = 5 V → T = 5 ms; Vmean = 2.5 V
استكشف · غيّر الأمر
اضبط f = 1000 Hz وD = 25% وV = 5 V. احصل على T = 1 ms وVmean = 1.25 V.
تحتاج إلى تلميح؟
f = 1000 Hz; D = 25%; V = 5 V → T = 1 ms; Vmean = 1.25 V
حلّ بنفسك · حل التحدي
اضبط f = 500 Hz وD = 75% وV = 4 V. احصل على T = 2 ms وVmean = 3 V.
تحتاج إلى تلميح؟
f = 500 Hz; D = 75%; V = 4 V → T = 2 ms; Vmean = 3 V
قراءات إضافية ووصفات الدوائر
كوّن نغمة من مستويين
قد يصبح تكرار التشغيل والإيقاف صفيرًا. توقع الزمن على الرسم أولًا، ثم اضغط للاستماع إن سمح المتصفح.
T = 1000 / f ms; Vmean = V × D / 100
يبقى المستوى مرتفعًا في D% من الدورة وصفرًا في الباقي. المتوسط هو V مضروبًا بهذه النسبة. يحدد التردد التكرار ويؤثر الجهاز الصوتي أيضًا في المسموع.
قاعدة مفيدة
مضاعفة التردد تنصف الزمن الدوري: 200 Hz يعطي 5 ms و400 Hz يعطي 2.5 ms. يمكن إبقاء ارتفاع النبضة نفسه.
خارج النموذج
للبيزو الحقيقي رنين ميكانيكي واستجابة تعتمد على التردد. لا يكفي متوسط الجهد لتحديد شدة الصوت.
خطأ مفيد تجنبه
متوسط 2.5 V ليس جهدًا ثابتًا 2.5 V؛ تتناوب الموجة هنا بين 0 و5 V. لا يضمن متوسط أكبر صوتًا أشد.
عند f = 200 Hz وV = 5 V تتغير D من 50% إلى 25%. ماذا يحدث؟
- يبقى T عند 5 ms ويصبح Vmean = 1.25 V
- يصبح T = 2.5 ms
- يصبح التردد 100 Hz
اقرأ المزيد
تقصّر نسبة التشغيل الجزء المرتفع من الدورة نفسها. ينخفض المتوسط ولا يتغير التردد.
ابنِ الدائرة
اضبط 200 Hz و50% و5 V. يعطي تساوي الزمنين متوسطًا 2.5 V.
f = 200 Hz; T = 5 ms; Vmean = 2.5 V
غيّر الأمر
اضبط 1000 Hz و25% و5 V. الدورة 1 ms، والارتفاع 0.25 ms، والمتوسط 1.25 V.
f = 1000 Hz; T = 1 ms; Vmean = 1.25 V
جرّب مسارًا آخر
أبقِ 5 V و50% وقارن 200 و400 Hz بعد توقع الزمن الدوري. ثم ثبّت التردد وغيّر D للتمييز بين الشكل ومعدل التكرار.