Електромагнітні хвилі. Вібратор Герца. Відкритий коливальний контур.
Вільні електромагнітні коливання. Коливальний контур.
У електричному колі , так само як і в механічній системі можуть виникнути вільні коливання. Простою електричною системою, здатною здійснювати вільні коливання, є послідовно з'єднані між собою конденсатор, котушка індуктивності та резистор. Така схема називається коливальним контуром.
Коливальний контур. |
Коли ключ K знаходиться в положенні 1, конденсатор заряджається до напруги, що рівна . Після перемикання ключа в положення 2 починається процес розрядки конденсатора через резистор R і котушку індуктивності L. За певних умов цей процес може мати коливальний характер.
Періодичні чи майже періодичні зміни заряду, сили струму і напруги називають електромагнітними коливаннями. Зазвичай ці коливання відбуваються з дуже великою частотою. Їх досліджують за допомогою спеціального приладу - осцилографа. Як і механічні коливання, електромагнітні коливання можуть бути вільними і вимушеними.
Вільні електромагнітні коливання виникають під час розряджання конденсатора через котушку індуктивності.
Вимушеними електромагнітними коливаннями називаються коливання в колі під дією зовнішньої періодичної ЕРС. Змінна ЕРС виникає під час обертання замкненого провідника в однорідному магнітному полі.
Порівняння вільних коливань вантажу на пружині і процесів в електричному коливальному контурі дозволяє зробити висновок про аналогію між електричними і механічними величинами. Ці аналогії представлені в таблиці .
|
|
|
Отже, вільні коливання в електричному контурі є гармонійними тобто відбуваються згідно із законом
q(t) = q0cos(ωt + 0).
Параметри L і C коливального контура визначають тільки власну частоту вільних коливань
При вільних коливаннях відбувається періодичне перетворення електричної енергії Wе в конденсаторі, в магнітну енергію Wм котушки і навпаки. Якщо в коливальному контурі немає втрат енергії, то повна електромагнітна енергія системи залишається незмінною:
Реальний контур має електричний опір R. Вільні коливання в такому контурі вже не є гармонійними. За кожен період коливань частина електромагнітної енергії перетворюється на тепло і коливання стають затухаючими.
|
|
Дата добавления: 2019-03-09; просмотров: 251; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!