Încărcarea electrică în circuitul oscilator al formulei. Oscilante contur

Tomsono Virpesių formulė statyas t sritis fizika atatikmenys: Angl. Formula lui Thomson Vok. Thomsonsche schwingngnsformel, F RUS. Thomson Formula, F Pranc. Formule de Thomson, F ... Fizikos terminų žodynas

Dependența secțiunii transversale difreențiale de la unghiul de împrăștiere a diferitelor valori ale celulei fotonice a formulei de nișă a ciupercilor care descriu ... Wikipedia

- [Potrivit VDIA ENG. Fizica U. Thomson (W. Thomson, 1824 1907)] F la, exprimând dependența perioadei de fluctuații non-didactice din circuitul oscilator din parametrii inductanței L și rezervor C: T \u003d rădăcină 2pi de la LC (Aici l în GN, C în f ... Dicționar politehnică enciclopedică mare

Efectul lui Thomson este unul dintre fenomenele termoelectrice în faptul că într-un conductor omogen încălzit inegal, cu un curent constant, în plus față de căldura alocată în conformitate cu Legea Joule Lenza, în volumul ... Wikipedia

Expresie pentru diferă. Secțiunea DS împrăștiați fotonul pe un electron (a se vedea efectul COMPTON). În laborator. Sistemul de coordonate în cazul în care frecvențele fotonului care se încadrează și împrăștiate, elementul unui colț corporal pentru fotonul împrăștiat, unghiul de împrăștiere, parametrul R0 \u003d E ... Enciclopedia fizică

- (Thomson) (în 1892 pentru merit științific a primit titlul de Baron Kelvin, Kelvin (1824 1907), fizicianul englez, membru (1851) și președintele (1890 1895) al Societății Regale din Londra, corespondentul membru străin (1877) și străinilor Membru de onoare ... ... Enciclopedice dicționar

- (Thomson, William), Lordul Kelvin (1824 1907), fizicianul englez, unul dintre fondatorii termodinamicii. Născut în Belfast (Irlanda) 26 iunie 1824. Prelegerile Tatălui, profesor de matematică a Universității din Glasgow, au început să viziteze timp de 8 ani, iar în 10 a devenit ... ... Enciclopedia Culoare

I Thomson Alexander Ivanovich, limba sovietică rusă, membru al corespondentului Academiei de Științe din St. Petersburg (1910). A absolvit Universitatea Sankt Petersburg (1882). Profesor de Universitatea Novorossiysk ...

Thomson, Lordul Kelvin (Kelvin) William (26.6.1824, Belfast, - 12/17/1907, Largs, lângă Glasgow; îngropat în Londra), fizicianul englez, unul dintre fondatorii de termodinamică și gaze cinetice, membru al regalului Societatea Londra din ... Enciclopedia sovietică mare

- (Thomson, Joseph John) (1856 1940), fizicianul englez, a acordat Premiul Nobel în fizica 1906 pentru muncă, ceea ce a dus la deschiderea unui electron. Născut la 18 decembrie 1856 în suburbia Manchester Chuthe Hill. La vârsta de 14 ani a intrat Owens ... ... Enciclopedia Culoare

Lecția numărul 48-169 contur oscilator. Oscilații electromagnetice gratuite. Transformarea energiei în circuitul oscilator. Formula Thompson.Oscilații- mișcarea sau statele care repetă în timp.Electromagnetice oscilații -acestea sunt oscilații electrice șicâmpurile magnetice care soproÎndepărtat în trădare periodicătaxa, curentul și tensiunea. Circuitul oscilant este un sistem constând din inductanță și bobină condensator. (Fig. A). Dacă condensatorul este încărcat și mai aproape de bobină, atunci bobina curge curentul (figura B). Când condensatorul este descărcat, curentul din lanț nu se va opri din cauza auto-inducției în bobină. Curentul de inducție, în conformitate cu regula LENZ, va curge în aceeași direcție și va reîncărca condensatorul (figura B). Curentul în această direcție va înceta, iar procesul se va repeta în direcția opusă (Fig. d).

În acest fel, într-un oscil.circuitul curelei se întâmplăflacoane electromagnetice sonoredatorită transformării energieicâmpul electric Condensato.r.(W e \u003d.
) În bobina energetică a câmpului magnetic cu curent (W \u003d
), si invers.

Oscilațiile armonice sunt modificări periodice în cantitatea fizică, în funcție de timpul apărut sub legea sinusoitului sau a cosiniei.

Ecuația care descrie oscilațiile electromagnetice gratuite ia

q "\u003d - Ω 0 2 Q (Q" - al doilea derivat.

Principalele caracteristici ale mișcării oscilative:

Perioada de oscilații - perioada minimă de timp T, prin care procesul este complet repetat.

Armilare armonică Amplitudine - modul cea mai mare valoare cu magnitudinea fluctuantă.

Cunoașterea unei perioade, puteți determina frecvența oscilațiilor, adică numărul de oscilații pe unitate de timp, de exemplu pe secundă. Dacă o oscilație este efectuată în timpul t, atunci numărul de oscilații pentru 1 s ν este determinat astfel: ν \u003d 1 / t.

Reamintim că în sistemul internațional de unități (e), frecvența oscilațiilor este egală cu una dacă se efectuează o oscilație pentru 1 s. Unitatea de frecvență se numește HERZ (abreviat: Hz) în onoarea fizicii germane a lui Henry Ge Rza.

După o perioadă de timp egală cu perioada T,adică prin creșterea argumentului cosinus pe Ω 0 T,valoarea de încărcare este repetată și cosinoasa are aceeași valoare. Din cursul matematicii se știe că cea mai mică perioadă de cosinie este de 2L. În consecință, Ω. 0 T. \u003d 2π,de unde Ω. 0 = \u003d 2πν Astfel, valoarea ω 0 - Acesta este numărul de oscilații, dar nu pentru 1 s, ci pentru 2 litri. Se numeste ciclicsau frecvența circulară.

Frecvența apelurilor de oscilații gratuite oscilația de frecvență propriesisteme.Adesea, în viitor, pentru Brevity vom suna frecvența ciclică Doar frecvența. Distinge frecvența ciclică ω 0 De la frecvența ν poate fi la notație.

Prin analogie cu soluția ecuației diferențiale pentru sistemul oscilator mecanic frecvența ciclică de electric gratuitsky oscilațiiegal: Ω 0 \u003d

Perioada de oscilație gratuită din circuit este egală cu: t \u003d \u003d 2π.
- formula Thomson.

Oscilațiile de fază (de la cuvântul grecesc faza - aspectul, stadiul de dezvoltare a oricărui fenomen) - valoarea lui φ, în picioare sub semnul cosiniei sau sinusoidale. Faza este exprimată în unități unghiulare - radiani. Faza determină cu o amplitudine dată starea sistemului oscilant în orice moment.

Oscilațiile cu aceleași amplitudini și frecvențe pot fi diferite de celuilalt în faze.

Ca Ω. 0 \u003d, apoi φ \u003d Ω 0 T \u003d 2π.. Atitudinea arată care parte a perioadei a trecut de la momentul începerii oscilațiilor. Orice valoare a timpului exprimată în fracțiunile perioadei corespunde valorii fazei exprimate în radiani. Deci, după timp t \u003d (sferturile perioadei) φ \u003d , după jumătate din perioada φ \u003d π, după o întreagă perioadă φ \u003d 2π etc., poate fi portretizată pe diagramă

Încărcați nu la timp, ci din fază. Figura arată aceeași Cosineida, ca și în cea precedentă, dar pe axa orizontală amânată în loc de timp

valori diferite de fază φ.

Respectarea valorilor mecanice și electrice în procese oscilante

Valori mecanice

Sarcini.

942(932). Taxa inițială, raportată de condensatorul circuitului oscilator, a scăzut de 2 ori. De câte ori sa schimbat: a) amplitudinea tensiunii; b) amplitudinea forței actuale;

c) energia totală a câmpului electric al condensatorului și câmpul magnetic al bobinei?

943(933). Cu o creștere a tensiunii asupra condensatorului circuitului oscilant cu 20 în amplitudinea forței curente a crescut de 2 ori. Găsiți tensiunea inițială.

945(935). Circuitul oscilant constă dintr-un condensator cu o capacitate C \u003d 400 PF și inductanță bobinăL. = 10 mp Găsiți amplitudinea oscilațiilor curentului I t. , dacă amplitudinea oscilațiilor de tensiune u t. \u003d 500 V.

952(942). După ce oră (în fracțiunea perioadeit / t) Pe condensatorul circuitului oscilator, va fi prima taxă egală cu o jumătate de valoare de amplitudine?

957(947). Ce bobină de inductanță trebuie inclusă în circuitul oscilant, astfel încât, cu capacitatea condensatorului 50 PF să obțină frecvența oscilațiilor libere de 10 MHz?

Oscilator contur. Perioada de oscilații libere.

1. După ce condensatorul circuitului oscilant a fost raportatq \u003d 10 -5CI, oscilațiile de decolorare a apărut în circuit. Ce cantitate de căldură este evidențiată în circuit până la momentul în care oscilațiile din el vor cădea complet? Capacitatea condensatorului C \u003d 0,01MCF.

2. Circuitul oscilant constă dintr-un condensator cu o capacitate de 400NF și bobina cu o inductanță de 9mkhn. Care este perioada oscilațiilor proprii ale conturului?

3. Ce inductanță trebuie inclusă în circuitul oscilant, astfel încât, cu o capacitate de 100 pf să obțină perioada de oscilații proprii 2 ∙ 10 -6 s.

4. Comparați izvoarele de rigiditatek1 / K2 două penduluri cu mase de marfă, respectiv 200g și 400g, dacă perioadele de oscilații ale acestora sunt egale.

5. Sub acțiunea încărcării agățate nemișcat în primăvară, alungirea sa a fost egală cu 6,4 cm. Apoi, cargoul a fost scos și a renunțat, ca urmare a cărora a început să ezite. Determină perioada acestor oscilații.

6. Marfa a aderat la primăvară, a scos-o din poziția de echilibru și eliberată. Încărcarea a început să fluctueze cu o perioadă de 0,5s. Determinați extinderea primăverii după încetarea oscilațiilor. Masa izvoarelor nu este luată în considerare.

7. În același timp, un pendul matematic efectuează 25 de oscilații, iar celelalte 15. găsiți lungimile lor dacă unul dintre ele este în 10 cm mai scurt decât celălalt.8. Circuitul oscilant constă dintr-un condensator cu o capacitate de 10 MF și bobina inductanței de 100 mgn. Găsiți amplitudinea fluctuațiilor de tensiune dacă amplitudinea oscilațiilor curente ale curentului 0,1A9. Inductanța bobinei circuitului oscilant 0,5 MGN. Trebuie să configurați această schiță la frecvența de 1 MHz. Ce ar trebui să fie containerul condensator în acest circuit?

Întrebări de examinare:

1. Care dintre expresiile de mai jos determină perioada de oscilații gratuite în circuitul oscilator? DAR. ; B.
; ÎN.
; G.
; D. 2.

2. Care dintre expresiile de mai sus determină frecvența ciclică a oscilațiilor libere în circuitul oscilativ? A. B.
ÎN.
G.
D. 2π.

3. Figura prezintă un grafic al dependenței coordonenților corpului care efectuează oscilații armonice de-a lungul axei Oh, pe timp. Care este perioada fluctuațiilor corpului?

A. 1 C; B. 2 C; B. 3 S. . G. 4 s.

4. Figura arată profilul de undă la un moment dat în timp. Care este lungimea ei?

A. 0,1 m. B. 0,2 m. 2 m. 4 m. D. 5 m.
5

. Figura prezintă un grafic al dependenței forței actuale prin bobina circuitului oscilant din timp. Care este perioada fluctuațiilor actuale? A. 0,4 s. B. 0,3 s. V. 0,2 s. 0.1 s.

D. Printre răspunsurile A-G nu este corect.

6. Figura arată profilul de undă la un moment dat în timp. Care este lungimea ei?

A. 0,2 m. B. 0,4 m. V. 4 m. G. 8 m. D. 12 m.

7. Oscilațiile electrice în circuitul oscilator sunt stabilite de ecuațieq \u003d 10 -2 ∙ cos 20t (cl).

Care este amplitudinea fluctuațiilor de încărcare?

DAR . 10 -2 cl. B. COS 20T CL. B.20T CI. G.20 cl. D.SREDI răspunde la A-G nu este corect.

8. Cu oscilații armonice de-a lungul axei Oh, coordonatul organismului variază de legeX \u003d 0.2COS (5T + ). Care este amplitudinea fluctuațiilor corpului?

A. xm; B. 0,2 m; c. Cos (5t +) m; (5t +) m; D.M.

9. Frecvența oscilațiilor sursei de undă 0,2 S -1 Viteza de propagare a valului de 10 m / s. Care este lungimea de undă? A. 0,02 m. B. 2 m. V. 50 m.

G. În condițiile sarcinii nu poate fi determinată de lungimea de undă. D. Printre răspunsurile A-G nu este corect.

10. Lungimea de undă de 40 m, viteza de distribuție de 20 m / s. Care este frecvența fluctuațiilor sursei valurilor?

A. 0,5 S -1. B. 2 C -1. B. 800 C -1.

G. În condițiile sarcinii, este imposibil să se determine frecvența oscilației sursei valurilor.

D. Printre răspunsurile A-G nu este corect.

Oscilații electromagnetice - Acestea sunt modificări periodice cu timpul valorilor electrice și magnetice din circuitul electric.

Gratuit sunt numite astfel de locuitori oscilațiicare apar într-un sistem închis datorită abaterii acestui sistem asupra stării echilibrului constant.

Cu oscilații, există un proces continuu de conversie a energiei sistemului de la o formă la alta. În cazul oscilațiilor câmpului electromagnetic, schimbul poate trece numai între componenta electrică și magnetică a acestui câmp. Sistemul cel mai simplu.În cazul în care acest proces poate apărea este oscilante contur.

Perfect contur oscilant (LC-contur) - circuit electricconstând în inductanță bobină L. și capacitatea de capacitate C..

Spre deosebire de un circuit oscilator real, care are rezistență electrică R.Rezistența electrică a conturului ideal este întotdeauna egală cu zero. În consecință, circuitul perfect oscilant este un model simplificat al unui circuit real.

Figura 1 prezintă schema unui circuit oscilator ideal.

Conturul energiei

Energia completă a circuitului oscilant

\\ (W \u003d w_ (e) + w_ (m), \\; \\; w_ (e) \u003d \\ dfrac (c \\ cdot u ^ (2)) (2) \u003d \\ dfrac (q ^ (2)) (2c), \\; \\; \\; w_ (m) \u003d \\ dfrac (l \\ cdot i ^ (2)) (2), \\)

Unde NOI. - energia câmpului electric al circuitului oscilant în acest moment, DIN - capacitatea electrică a condensatorului, u. - valoarea de tensiune pe condensator la un moment dat, q. - valoarea taxei condensatorului în acest moment, W M. - energia câmpului magnetic al circuitului oscilant în acest moment, L. - inductanța bobinei, i. - Rezistența curentă în bobină în acest moment.

Procese în circuitul oscilator

Luați în considerare procesele care apar în circuitul oscilant.

Pentru a scoate conturul din poziția de echilibru încărcat condensatorul astfel încât pe plăcile sale să fie încărcat Q M. (Fig.2, poziție 1 ). Având în vedere ecuația \\ (u_ (m) \u003d \\ dfrac (Q_ (m)) (c) \\) găsim valoarea de tensiune pe condensator. Curent în lanț în acest moment nu este, adică i. = 0.

După închiderea cheii sub acțiunea câmpului electric al condensatorului în lanț va apărea electricitate, Tok puterea i. care va crește în timp. Condensatorul va începe deversarea în acest moment, pentru că Electroni, creând un curent, să vă reamintească că direcția de curent este luată de direcția mișcării încărcăturilor pozitive) Lăsați cu o clemă de condensare negativă și apăsați pozitiv (vezi figura 2, poziție 2 ). Împreună cu acuzația q. va scădea și va fi tensiunea u. \\ (\\ stânga (u \u003d \\ dfrac (Q) (c) \\ dreapta). \\) Cu o creștere a rezistenței curente prin bobină, va apărea auto-inducție, ceea ce previne modificarea rezistenței curente. Ca rezultat, curentul curentului în circuitul oscilator va crește de la zero la o valoare maximă nu instantaneu, ci pentru o anumită perioadă determinată de inductanța bobinei.

Taxa de condensator q. scade și la un moment dat în timp devine zero ( q. = 0, u. \u003d 0), curentul curent în bobină va atinge o anumită valoare SUNT. (vezi figura 2, poziție 3 ).

Fără câmpul electric al condensatorului (și rezistenței), electronii care creează curentul își continuă mișcarea de inerție. În același timp, electronii care vin la un raport neutru condensator raportează o taxă negativă, electronii care părăsesc neutralizează sarcina pozitivă. Pe condensator începe să apară q. (și tensiunea u.), dar semnul opus, adică. Condensator reîncărcări. Acum, noul câmp electric al condensatorului împiedică mișcarea de electroni, astfel încât curentul i. începe decretul (vezi figura 2, poziția 4 ). Din nou, acest lucru nu se întâmplă instantaneu, deoarece acum auto-inducția EMF încearcă să compenseze scăderea actuală și "sprijină". Și valoarea curentului SUNT. (gravidă 3 ) Se dovedește valoarea maximă de curent în circuit.

Și din nou sub acțiunea câmpului electric al condensatorului în circuit, va apărea un curent electric, dar îndreptat în direcția opusă, curentul i. care va crește în timp. Și condensatorul în acest moment va fi descărcat (vezi figura 2, poziția 6 ) la zero (vezi figura 2, poziția 7 ). Etc.

Ca taxă pe condensator q. (și tensiunea u.) Determină energia sa electrică NOI. \\ (\\ stânga (w_ (e) \u003d \\ dfrac (q ^ (2)) (2c) \u003d \\ dfrac (c \\ cdot u ^ (2)) (2) \\ dreapta), \\) și curent de curent în bobină i. - Energia câmpului magnetic Wm. \\ (\\ stânga (w_ (m) \u003d \\ dfrac (l \\ cdot i ^ (2)) (2) \\ dreapta), \\) Apoi, împreună cu modificările de încărcare, tensiune și curent, se vor schimba și energie.

Desemnarea în tabel:

\\ (W_ (e \\, \\ max) \u003d \\ dfrac (q_ (m) ^ (2)) (2c) \u003d \\ dfrac (c \\ cdot u_ (m) ^ (2)) (2), \\; \\; W_ (e \\, 2) \u003d \\ dfrac (q_ (2) ^ (2)) (2c) \u003d \\ dfrac (c \\ cdot u_ (2) ^ (2)) (2), \\; ; W_ (e \\, 4) \u003d \\ dfrac (q_ (4) ^ (2)) (2c) \u003d \\ dfrac (c \\ cdot u_ (4) ^ (2)) (2), \\; W_ (E \\, 6) \u003d \\ DFrac (Q_ (6) ^ (2)) (2c) \u003d \\ dfrac (C \\ CDOT U_ (6) ^ (2)) (2), \\)

\\ (W_ (m \\; \\ max) \u003d \\ dfrac (l \\ cdot i_ (m) ^ (2)) (2), \\; \\; \\; w_ (m2) \u003d \\ dfrac (l \\ cdot i_ (2 ) ^ (2)) (2), \\; \\; w_ (m4) \u003d \\ dfrac (l \\ cdot i_ (4) ^ (2)) (2), \\; \\; w_ (m6) \u003d \\ Dfrac (l \\ cdot i_ (6) ^ (2)) (2). \\)

Energia totală a circuitului oscilator perfect este păstrată în timp, deoarece are pierderi de energie (fără rezistență). Atunci

\\ (W \u003d w_ (e \\, \\ max) \u003d w_ (m \\, \\ max) \u003d w_ (E2) + W_ (M2) \u003d W_ (E4) + W_ (M4) \u003d ... \\)

Astfel, în perfectă Lc.- Concursul va avea loc schimbări periodice ale valorilor curente i., Încărcați q. și tensiune u.În plus, energia totală a circuitului va rămâne constantă. În acest caz, ei spun că a apărut conturul oscilații electromagnetice gratuite.

Oscilații electromagnetice gratuite În circuit, acestea sunt modificări periodice în încărcarea plăcilor de condensare, rezistența la curent și de tensiune din circuit, care apar fără consum de energie din surse externe.

Astfel, apariția oscilațiilor electromagnetice libere în circuit se datorează reîncărcării condensatorului și apariției EMF auto-inducție în bobină, care "oferă" această reîncărcare. Rețineți că taxa de condensator q. și puterea curentă în bobină i. atingeți valorile lor maxime Q M. și SUNT. la diferite puncte în timp.

Oscilațiile electromagnetice gratuite în circuit apar prin legea armonică:

\\ (Q \u003d Q_ (M) \\ CDOT \\ COS \\ stânga (\\ \\ \\ cdot t + \\ varhi _ (1) \\ dreapta), \\; \\; \\; u \u003d u_ (m) \\ cdot \\ cos \\ stânga (\\ OMEGA \\ CDOT T + \\ VARPHI _ (1) \\; i \u003d i_ (m) \\ cdot \\ cos \\ stânga (\\ \\ \\ cdot t + \\ varfi _ (2) \\ dreapta ). \\)

Cea mai mică perioadă de timp în care Lc.- Konter returnează B. starea inițială (La valoarea inițială a încărcării acestui capac), se numește o perioadă de oscilații electromagnetice libere (proprii) în circuit.

Perioadă de oscilații electromagnetice gratuite în Lc.Sistemul este determinat de Formula Thomson:

\\ (T \u003d 2 \\ pi \\ cdot \\ sqrt (l \\ cdot c), \\; (1) (\\ sqrt (l \\ cdot c)). \\)

Struturile de vedere a analogiei mecanice, a contului oscilator perfect al pendulului de primăvară fără frecare și reală - cu frecare. Peste preotul fluctuațiilor forței de frecare în pendulul de primăvară se estompează în timp.

* Concluzie a formulei Thomson

Deoarece energia completă este perfectă Lc.-Conter egal cu suma energiei câmpului electrostatic al condensatorului și câmpul magnetic al bobinei este conservat, atunci în orice moment egalitatea are dreptate

\\ (W \u003d \\ dfrac (q_ (m) ^ (2)) (2c) \u003d \\ dfrac (l \\ cdot i_ (m) ^ (2)) (2) \u003d \\ dfrac (q ^ (2)) (2c ) + \\ Dfrac (l \\ cdot i ^ (2)) (2) \u003d (\\ rm const). \\)

Obținem ecuația de oscilație în Lc.- sistemul, folosind legea conservării energiei. Indignat de expresia pentru energia sa totală în timp, având în vedere faptul că

\\ (W "\u003d 0, \\; \\; q" \u003d i, \\; \\; \\; i "q" ", \\)

obținem o ecuație care descrie oscilațiile libere în circuitul perfect:

\\ (\\ stânga (\\ dfrac (q ^ (2)) (2c) + \\ dfrac (l \\ cdot i ^ (2)) (2) \\ dreapta) ^ ((")) \u003d \\ dfrac (q) (c) ) \\ cdot q \\ cdot i "\u003d \\ dfrac (q) (c) \\ cdot q" + l \\ cdot Q "\\ cdot q" \u003d 0, \\)

\\ (\\ dfrac (q) (c) + l \\ cdot Q "\u003d 0, \\; \\; \\; \\; q" "\\ dfrac (1) (l \\ cdot c) \\ cdot q \u003d 0. \\ )

Prins în formă:

\\ (q "" + \\ omega ^ (2) \\ cdot q \u003d 0, \\)

observăm că aceasta este ecuația oscilațiilor armonice cu o frecvență ciclică

\\ (\\Ega \u003d \\ dfrac (1) (\\ sqrt (l \\ cdot c)). \\)

În consecință, perioada vibrațiilor luate în considerare

\\ (T \u003d \\ dfrac (2 \\ pi) (\\ omega) \u003d 2 \\ pi \\ cdot \\ sqrt (L \\ cdot c). \\)

Literatură

Zhilko, V.V. Fizica: studii. Manual pentru formarea generală de gradul 11. SHK. cu rus. Yaz. Învățare / v.V. Zhilko, L.G. Markovici. - Minsk: NAR. Asveta, 2009. - P. 39-43.

Dispozitivul principal care determină frecvența de funcționare a oricărui generator curent alternativ, este circuitul oscilant. Circuitul oscilant (fig.1) constă din bobină de inductanță L. (Luați în considerare cazul ideal atunci când bobina nu are rezistență ohmică) și condensatorul C. Și a fost închis. Caracteristica bobinei este inductanța, este indicată L. și este măsurată în Henry (GG), condensatorul este caracterizat printr-un container C.care este măsurată în farade (F).

Lăsați condensatorul să fie încărcat la momentul inițial al timpului (figura 1) că pe una dintre plăcile sale există o taxă + Q. 0, iar pe cealaltă - taxă - Q. 0. În același timp, se formează un câmp electric cu energie între plăcile condensatorului.

unde - amplitudinea (maximă) tensiune sau diferența potențială asupra plăcilor condensatoare.

După circuitul circuitului, condensatorul începe să deschidă și circuitul va merge curentul electric (fig.2), valoarea care crește de la zero la valoarea maximă. Deoarece o curgere variabilă a curentului în lanț, atunci EMP de auto-inducție este indusă în bobină, ceea ce previne descărcarea condensatorului. Prin urmare, procesul de descărcare a condensatorului nu apare instantaneu, dar treptat. La fiecare moment, diferența potențială asupra plăcilor de condensator

(Unde - acuzația condensatorului la momentul momentului) este egală cu diferența potențială a bobinei, adică Egală cu auto-inducția EMF


Fig.1.	Fig.2.

Când condensatorul este complet descărcat și, rezistența curentă din bobină atinge valoarea maximă (figura 3). Inducerea câmpului magnetic al bobinei în acest moment este, de asemenea, maximă, iar energia câmpului magnetic va fi egală cu

Curentul curentului începe să scadă, iar încărcătura se va acumula pe plăcile condensatorului (figura 4). Când curentul este redus la zero, taxa de condensator atinge valoarea maximă Q. 0, dar eticheta, mai întâi încărcată pozitiv, va fi acum percepută negativ (figura 5). Condensatorul este apoi începe din nou la descărcare, iar curentul din lanț fluiește în direcția opusă.

Deci, procesul de curgere a încărcăturii de la o fixare a condensatorului la altul prin inductor se repetă din nou și din nou. Ei spun că are loc circuitul oscilații electromagnetice . Acest proces este asociat nu numai cu oscilațiile valorii și tensiunii de încărcare pe condensator, forțele curente din bobină, dar și pomparea energiei de la câmpul electric la magnetică și spate.


Figura 3.	Fig.4.

Reîncărcați condensatorul la tensiunea maximă va avea loc numai dacă nu există o pierdere de energie în circuitul oscilator. Un astfel de contur este numit perfect.

În circuitele reale, are loc următoarea pierdere de energie:

1) pierderi termice, deoarece R. ¹ 0;

2) pierderile din condensatorul dielectric;

3) pierderile de histerezis în bobina de bază;

4) Pierderi pe radiații etc. Dacă neglijați aceste pierderi de energie, atunci puteți scrie asta, adică.

Oscilațiile care apar în circuitul perfect oscilator în care se face această afecțiune sunt numite gratuit, sau proprii, oscilațiile conturului.

În acest caz tensiune U. (și încărcați-vă Q.) Condensatorul variază în funcție de legea armonică:

unde n este frecvența intrinsecă a circuitului oscilant, W 0 \u003d 2pn - frecvența proprie (circulară) a circuitului oscilant. Frecvența oscilațiilor electromagnetice din circuit este definită ca

T. - este determinată timpul în care o fluctuație completă de tensiune a condensatorului și curentului în circuit Formula Thomson.

Rezistența curentului în circuit se schimbă și în legea armonică, dar se află în spatele tensiunii de fază. Prin urmare, dependența actualului în circuit va fi vizualizată

. (9)

Figura 6 prezintă grafice de schimbare a tensiunii U. pe condensator și curent I. În bobină pentru un circuit oscilator ideal.

În circuitul real, energia cu fiecare oscilație va scădea. Amplitudinile tensiunii de pe condensator și curentul din circuit vor scădea, astfel de oscilații sunt numite decădere. În generatoarele specifice este imposibil să le aplicați deoarece Dispozitivul va funcționa în cel mai bun mod în modul puls.


Fig.5.	Fig.6.

Pentru a obține oscilații nefericite, este necesar să se compenseze pierderea energiei cu o mare varietate de frecvențe de operare, inclusiv cele utilizate în medicină.

Dacă este comparată. 50 cu fig. 17, pe care fluctuațiile corpului sunt arătate pe izvoare, nu este dificil să se stabilească o asemănare mare în toate etapele procesului. Puteți crea un fel de "dicționar", cu ajutorul căruia descrierea oscilațiilor electrice poate fi imediat tradusă în descrierea mecanică și înapoi. Acest dicționar este.

Încercați să recitiți paragraful anterior cu acest "dicționar". La momentul inițial, condensatorul este încărcat (corpul este deflectat), adică sistemul este raportat de furnizarea de energie electrică (potențială). Începe să curgă curentul (organismul dobândește viteza), printr-un sfert din perioada curentă și energia magnetică este cea mai mare, iar condensatorul este descărcat, taxa este zero (rata organismului și energia sa cinetică este cea mai mare , și corpul trece prin poziția de echilibru) etc.

Rețineți că încărcarea inițială a condensatorului și, prin urmare, tensiunea pe ea este creată de puterea electromotoare a bateriei. Pe de altă parte, deviația inițială a corpului este creată de forța scutită. Astfel, forța care acționează asupra sistemului mecanic oscilator joacă un rol similar cu forța electromotivă care acționează asupra sistemului electric oscilator. "Dicționarul nostru" poate fi completat cu o altă "traducere":

7) Forța, 7) forța electromotoare.

Asemănăriile modelelor de ambele procese continuă. Oscilațiile mecanice se estompează datorită frecării: cu fiecare oscilație, o parte din energia se întoarce din cauza frecării în căldură, astfel încât amplitudinea este mai mică și mai mică. În același mod, cu fiecare reîncărcare a condensatorului, o parte din energia curentă trece în căldură eliberată datorită prezenței rezistenței din firul bobinei. Prin urmare, oscilațiile electrice din circuit se estompează. Rezistența joacă pentru oscilațiile electrice același rol ca și frecare pentru oscilațiile mecanice.

În 1853. Fizicianul englez William Thomson (Lordul Kelvin, 1824-1907) a arătat teoretic că propriile oscilații electrice în circuit constând dintr-un condensator de condensatori și inductoare sunt armonice, iar perioada lor este exprimată prin formula

(- în Henry, - în farade, - în câteva secunde). Această formulă simplă și foarte importantă se numește formula lui Thomson. Circuitele oscilative cu o capacitate și o inductanță sunt adesea numiți și Tomsonovski, deoarece Thomson pentru prima dată a dat teoria fluctuațiilor electrice în astfel de circuite. Recent, termenul "-konutour" este folosit din ce în ce mai mult (și asemănător "-conton", "-contour" etc.).

Comparând formula Thomson cu o formulă care determină perioada oscilațiilor armonice ale unui pendul elastic (§ 9), vedem că greutatea corporală joacă același rol ca inductanță, iar rigiditatea primăverii este același rol ca valoarea, rezervorul invers (). În conformitate cu acest lucru în "dicționarul", a doua linie poate fi înregistrată astfel:

2) rigiditatea arcului 2) cantitatea capacității de capacitate.

Selectarea diferită și, puteți obține perioade de oscilații electrice. În mod natural, în funcție de perioada oscilațiilor electrice, este necesar să se utilizeze căi diferite observațiile și înregistrările acestora (oscilografele). Dacă luați, de exemplu, și apoi perioada va fi

i. O. oscilațiile vor apărea cu o frecvență de aproximativ. Acesta este un exemplu de oscilații electrice a căror frecvență se află în intervalul de sunet. Astfel de oscilații pot fi auzite folosind telefonul și scrie pe osciloscopul buclă. Osciloscopul electronic vă permite să obțineți o scanare a unor astfel de oscilații de înaltă frecvență. În ingineria radio, se utilizează oscilații extrem de rapide - cu frecvențe în multe milioane de Hertz. Osciloscopul electronic vă permite să observați forma lor, precum și să putem cu ajutorul unei piste de pendul pe înregistrarea afumată (§ 3) pentru a vedea forma oscilațiilor pendulului. Osciloscopul oscilațiilor electrice gratuite în excitația unică a circuitului oscilant nu este de obicei aplicat. Faptul este faptul că starea de echilibru din circuit este instalată numai în câteva perioade sau, în cel mai bun caz, pentru mai multe zeci de perioade (în funcție de relația dintre inductanța conturului, capacitatea și rezistența acestuia). Dacă, spuneți, procesul de atenuare este aproape capăt pentru 20 de perioade, apoi în exemplul de mai sus al conturului din perioadele la întregul izbucnire a oscilațiilor libere, va face un cuvânt și va urmări o oscilogramă cu o simplă observație vizuală va fi foarte dificil. Sarcina este rezolvată cu ușurință dacă întregul proces este de la excitația oscilațiilor la decolorarea lor aproape completă - să se repete periodic. Efectuarea de tensiune electronică de osciloscop electronic este, de asemenea, periodică și sincronă cu procesul de excitație a oscilațiilor, vom forța fasciculul electronic pentru a multiplica aceeași oscilogramă pe același ecran al ecranului. Cu o repetare destul de frecventă, imaginea observată pe ecran va părea, în general, nefericită, adică vom rupe curba fixă \u200b\u200bși neschimbată, despre care o dă orez. 49, b.

În diagrama cu comutatorul prezentat în fig. 49, și repetarea repetată a procesului poate fi obținută pur și simplu, aruncând periodic comutatorul de la o poziție la alta.

Ingineria radio are pentru aceleași metode mult mai avansate și rapide de schimbare electrică utilizând circuite cu lămpi electronice. Dar chiar înainte de invenție, lămpile electronice au fost inventate o metodă sporită de repetare periodică a excitării oscilațiilor decăzute într-un circuit bazat pe utilizarea încărcăturii. Datorită simplității și clarității acestei metode, ne vom concentra mai mult pe ea.

Smochin. 51. Schema de excitație a scântei de oscilații în circuit

Circuitul oscilant este rupt de un spațiu mic (spațiu de scânteie 1), capetele care sunt atașate la înfășurarea secundară a transformatorului de creștere 2 (fig.51). Curentul din transformator percepe condensatorul 3 până când stresul din spațiul de scânteie devine egal cu tensiunea defalcării (vezi volumul II, §93). În acest moment, un rang de scânteie apare în spațiul de scânteie, care închide conturul, deoarece coloana de gaz puternic ionizat în canalul Spark petrece curentul aproape, precum și metalul. Într-un astfel de circuit închis, va apărea oscilații electrice, așa cum este descris mai sus. În timp ce decalajul de scânteie se petrece bine, înfășurarea secundară a transformatorului este practic închisă prin spin, astfel încât toată tensiunea transformatorului cade pe înfășurarea secundară, a cărei rezistență este mult mai rezistentă la scânteie. În consecință, cu un decalaj de scânteie bine efectuat, transformatorul practic nu provoacă energia conturului. Datorită faptului că conturul are rezistență, o parte din energia oscilantă este cheltuită pe căldura Jowleto, precum și procesele într-o scânteie, oscilații futute și după un timp scurt, amplitudinea curentului și tensiunii se încadrează atât de mult încât scânteia Out. Apoi, oscilațiile electrice sunt rupte. Din acest punct, transformatorul reapare din nou condensatorul până când defalcarea apare din nou, iar întregul proces se va repeta (fig.52). Astfel, formarea scântei și a dispariției sale joacă rolul unui comutator automat care oferă o repetare a procesului oscilator.

Smochin. 52. Curba A) arată modul în care se schimbă tensiune înaltă Pe lichidarea secundară deschisă a transformatorului. În acele momente, când această tensiune atinge o tensiune de defecțiune, scânteia este scânteia în decalajul de scânteie, conturul este închis, se oprește o clipă de oscilații plutitoare - curbe b)