Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Коливальний контур. Перетворення енергії в коливальному контурі. Формула Томсона




Змінні електричні і магнітні поля не можуть існувати окремо одне від одного, оскільки в просторі, де існує змінне магнітне поле, збуджується електричне поле і навпаки. Одночасні періодичні зміни пов’язаних між собою електричного і магнітного полів мають назву електромагнітних коливань. Таким чином, щоб приймати електромагнітні коливання, треба мати електричне коло, в якому енергія електричного поля могла б перетворюватися в енергію магнітного поля і навпаки. Оскільки магнітне поле зосереджене переважно в котушках, а електричне – в конденсаторах, то найпростіше коло для утворення електромагнітних коливань має складатися з конденсатора й котушки. Таке коло називають коливальним контуром. Активний опір провідників, з яких виготовлено коливальний контур, має бути малим, інакше електромагнітні коливання в контурі не виникатимуть.

Розглянемо, як виникають електромагнітні коливання. Зарядимо конденсатор ємністю С до деякої напруги Uм та з’єднаємо його з котушкою, ємність якої L.

На рис. а показаний момент, коли розрядка конденсатора тільки починається. В цей момент в конденсаторі є електричне поле, а магнітне поле відсутнє, тому вся надлишкова енергія контуру є електричною та виражається формулою:

Коли заряди прямують із конденсатора до котушки, то в ній утворюється ЕРС самоіндукції, яка гальмує зростання струму, але припинити його не в змозі. Струм наростає до тих пір, поки конденсатор не розрядиться повністю. В цей момент струм в колі сягає максимальної величини Iм (рис. б), а вся надлишкова енергія перетворюється в енергію магнітного поля котушки та виражається формулою:

Якщо активний опір настільки малий, що втратою енергії на нагрівання провідників можна знехтувати, то Wмаг = Wел. Таким чином, при R = 0, тобто при власних коливаннях в контурі, справедлива формула:

В наступний момент магнітне поле котушки починає послаблюватись та в ній наводиться ЕРС самоіндукції, що підтримує попередній напрямок струму, внаслідок чого відбувається перезарядка конденсатора, тобто перетворення магнітної енергії в електричну.

Коли магнітне поле в котушці зникне, то конденсатор знов починає розряджатися (рис. в) та в контурі виникає струм оберненого напрямку, доки уся електрична енергія знову не перетвориться в магнітну (рис. г). Після цього за рахунок дії ЕРС самоіндукції конденсатор знов перезаряджається та сягає стану, показаному на рис. а.

Таким чином, повне коливання в колі закінчене і далі описаний процес повторюється знову.

Час, затрачений на одне повне коливання, є періодом електромагнітних коливань Т, а їх кількість за одиницю часу – частота коливань .

Коливання в ідеальному контурі, тобто власні коливання, є гармонійними. Період власних коливань визначається умовою рівності реактивних опорів котушки і конденсатора, тобто формулою:

або

Частоту, при якій виконується ця рівність, називають власною частотою коливального контуру:

Оскільки , то для періоду власних коливань в контурі ми отримаємо:

формула Томсона

 

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-12-18; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 786 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Велико ли, мало ли дело, его надо делать. © Неизвестно
==> читать все изречения...

4564 - | 4145 -


© 2015-2026 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.012 с.