مجلۀ پژوهش فیزیک ایران

بررسی هم‌زمانی در دو مدار الکتریکی LC غیرخطی با القای متقابل خطی و میدان خارجی با استفاده از نظریۀ آشوب

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

حسن پهلوانی
آمنه زمانی

گروه فیزیک دانشگاه قم، قم

https://doi.org/10.47176/ijpr.22.4.61471
چکیده
دو مدار الکتریکی غیرخطی شامل دو خازن غیرخطی را ‌که از طریق القاگرهای خطی (القای متقابل) با یکدیگر جفت شده‌اند، تحت‌تأثیر میدان‌های خارجی وابسته به زمان در نظر می‌گیریم. با تحریک دو مدار الکتریکی غیرخطی آشوبناک (نوسان‌ساز آشوبناک) توسط یکدیگر به روش عددی نماهای لیاپانوف استخراج شده و هم‌زمانی دو مدار الکتریکی بدون اتصال مشاهده شد. وابستگی نماهای لیاپانوف به مقدار عددی ضریب جفت‌شدگی (القای متقابل m)، مطالعه شده  و مقدار بحرانی ضریب القای متقابل مشخص شده است. همچنین تأثیر این ضریب جفت‌شدگی دو مدار الکتریکی غیرخطی (دو نوسانگر دافینگ) جفت شده بدون اتصال، به‌منظور مشاهدۀ حالات دینامیکی مختلف بررسی شده است.  نمودارهای تغییرات بار و جریان برحسب زمان به‌ازای مقدار عددی القای متقابل بحرانی مطالعه شد و هم‌زمانی دو مدار نشان‌ داده ‌شده است.

کلیدواژه‌ها

همزمانی
آشوب
خازن غیر خطی
القای متقابل
نماهای لیاپانوف
موضوعات

عنوان مقاله English

Investigation of synchronization in two nonlinear electrical LC-circuit with linear mutual inductance and external field using chaos theory

نویسندگان English

Hasan Pahlavani
Amenh Zamani
Department of physics, University of Qom, Ghom.
چکیده English

We consider two nonlinear electrical circuits consisting of two nonlinear capacitors that are coupled to each other through linear inductors (mutual induction) under the influence of time-dependent external fields. By excitation of two non-linear chaos  electrical circuits (chaos oscillators) by each other, the Lyapunov indexes were extracted numerically and the synchronization of two electrical circuits without chaos connection was observed. The dependence of  the Lyapunov exponent on the numerical value of the coupling coefficient (mutual induction m) has been studied and the critical value of this coefficient has been determined. Also, the effect of this coupling coefficient of two nonlinear electrical circuits (two Duffing oscillators) coupled without connection has been investigated in order to observe different dynamic states. Diagrams of charge and current changes in terms of time for the numerical value of critical mutual induction have been studied and the synchronization of the two circuits is shown.

کلیدواژه‌ها English

synchronization
chaos
nonlinear capacitor
mutual induction
Lyapunov exponent
  1. P L Kapitza, Physics 231 (1984)
  2. C G Steyn and J D Van Wyk, IEEE Trans. Indust. Appl. 3 (1986) 471.‏
  3. G Fregien and J D van Wyk, IEEE Trans. Power Electron. 7, 2 (1992) 425.‏
  4. C G Steyn and J D Van Wyk, Etz-Archiv 9, 2 (1987) 39.‏
  5. E Gluskin, J. Electron. 58, 1 (1985) 63.‏
  6. J C Burfoot and G W Taylor, “Polar Dielectrics And Their Applications”, Univ of California Press (2022).‏
  7. E Gluskin, de Phys. I 4, 5 (1994) 801.‏
  8. A Zamani and H Pahlavani, International Journal of Modern Physics B 36, 02 (2022) 2250014.‏
  9. S H Strogatz, “Nonlinear dynamics and chaos: with applications to physics, biology, chemistry and engineering”, Addison-Wesley (1994).
  10. G Benettin, et al., Theory. Meccanica, 15, 1 (1980) 9.‏
  11. H Pahlavani and E R Kolur, B Condens. Matter 495 (2016) 123.
  12. X Liu and S Y Hui, IEEE Trans. Power Electron.23, 1 (2008), 455.
  13. M F Mahmood, et al., Designs 5, 4 (2021) 59.
  14. B Choi, et al.,IEEE Trans. Indust. Electron.51, 1 (2004), 140.
  15. V B Gore and D H Gawali, 2016 Conference on Advances in Signal Processing (CASP), IEEE (2016).
  16. S Y R Hui, W Zhong, and C K Lee, IEEE Trans. Power Electron. 29, 9 (2013) 4500.‏
  17. A Triviño-Cabrera, Z Lin, and J A Aguado, Energies 11, 3 (2018) 538.
  18. E Gluskin, Frank. Inst. 336, 7 (1999) 1035.‏
  19. P Caldirola, Il Nuovo Cimento (1924-1942), 18, 9 (1941) 393.
  20. E Kanai, Theor. Phys.3, 4 (1984) 440.
  21. F L Dubeibe, Colomb. de Fısica 45, 1 (2013).‏
  22. M D Hartl, arXiv preprint physics/0303077 (2003).‏
  23. M D Hartl, “Dynamics of spinning compact binaries in general relativity”, California Institute of Technology (2003).
  24. M Sandri, The Mathematica J. (1996) 78.
  25. B Koocheck Shooshtari, A M Forouzanfar, and M R Molaei. SpringerPlus 5 (2016) 1.
  26. M Gautherie, et al., Clin. Biol. Res. 107(1982) 279.‏
  27. I Kovacic and M J Brennan, “The Duffing equation: nonlinear oscillators and their behaviour”, John Wiley & Sons (2011).
  28. A Abooee, H A Yaghini-Bonabi, and M R Jahed-Motlagh, Nonlinear Sci. Numer. Simul. 18, 5 (2013) 1235.
  29. V S Afraimovich, N N Verichev, and M I Rabinovich, Quant. Electron. 29, 9 (1986) 795.
  30. ‏ N F Rulkov, et al., Rev. E 51, 2 (1995) 980.

XML
اصل مقاله 1.43 M
فایل‌های تکمیلی/اضافی
13- pahlavani1-ABS -.pdf

صفحه اصلی

راهنمای نویسندگان

ارسال مقاله

داوران

تماس با ما

تحت نظارت وف بومی