Ταλαντευόμενο περίγραμμα. Συντονισμός σε ένα διαδοχικό και παράλληλο κύκλωμα LC

Θέματα του Κκινητή ΕΓΕ: Δωρεάν ηλεκτρομαγνητικές ταλαντώσεις, ταλαντευόμενο κύκλωμα, αναγκαστικές ηλεκτρομαγνητικές ταλαντώσεις, συντονισμός, αρμονικές ηλεκτρομαγνητικές ταλαντώσεις.

Ηλεκτρομαγνητικές ταλαντώσεις - Αυτές είναι περιοδικές αλλαγές στις δυνάμεις, οι δυνάμεις ρεύματος και τάσης που εμφανίζονται στο ηλεκτρικό κύκλωμα. Απλούστερο σύστημα Για να τηρήσετε τις ηλεκτρομαγνητικές ταλαντώσεις, σερβίρεται το ταλαντευόμενο κύκλωμα.

Ταλαντευόμενο περίγραμμα

Ταλαντευόμενο περίγραμμα- Αυτό είναι ένα κλειστό κύκλωμα που σχηματίζεται από έναν ευχαριστημένο συμπυκνωτή και πηνίο.

Φορτίστε έναν πυκνωτή, συνδέστε το πηνίο σε αυτό και κλείστε την αλυσίδα. Ξεκινήστε Δωρεάν ηλεκτρομαγνητικές ταλαντές - μεταβολές περιοδικών φορτίων στον συμπυκνωτή και ρεύμα στο πηνίο. Δωρεάν, ανάκληση, αυτές οι ταλαντώσεις καλούνται επειδή εκτελούνται χωρίς εξωτερική επιρροή - μόνο σε βάρος της ενέργειας που αποθηκεύονται στο κύκλωμα.

Η περίοδος ταλαντώσεων στο κύκλωμα θα υποδείξει, όπως πάντα, μέσω. Η αντίσταση του πηνίου θα θεωρηθεί ίση με το μηδέν.

Σκεφτείτε λεπτομερώς όλα τα σημαντικά στάδια της διαδικασίας των ταλαντώσεων. Για μεγαλύτερη σαφήνεια, θα πραγματοποιήσουμε μια αναλογία με ταλαντώσεις του οριζόντιου εκκρεμούς ελατηρίου.

Εκκίνηση:. Το φορτίο πυκνωτή είναι ίσο με το ρεύμα μέσω του πηνίου (Σχήμα 1). Ο συμπυκνωτής θα αρχίσει να εκκρίνει.

Σύκο. ένας.

Παρά το γεγονός ότι η αντίσταση του πηνίου είναι μηδέν, το ρεύμα δεν θα αυξηθεί αμέσως. Μόλις αρχίσει να αυξάνεται το ρεύμα, θα προκύψει emf αυτο-επαγωγής στο πηνίο, η οποία εμποδίζει την αύξηση του ρεύματος.

Αναλογία. Το εκκρεμές τραβιέται προς τα δεξιά στο μέγεθος και απελευθερώνεται κατά την αρχική στιγμή. Η αρχική ταχύτητα του εκκρεμούς είναι μηδέν.

Το πρώτο τρίμηνο της περιόδου:. Ο πυκνωτής εκκενώνεται, η χρέωση είναι επί του παρόντος ίση. Το ρεύμα μέσω του πηνίου αυξάνεται (Εικ. 2).

Σύκο. 2.

Μια αύξηση του ρεύματος εμφανίζεται σταδιακά: Το ηλεκτρικό πεδίο Vortex του πηνίου εμποδίζει τις αυξήσεις ρεύματος και κατευθύνεται έναντι του ρεύματος.

Αναλογία. Το εκκρεμές μετακινείται προς τα αριστερά στη θέση ισορροπίας. Η ταχύτητα του εκκρεμούς αυξάνεται σταδιακά. Η παραμόρφωση ελατηρίου (είναι η συντεταγμένη του εκκρεμούς) μειώνεται.

Το τέλος του πρώτου τριμήνου:. Ο συμπυκνωτής πλήρως αποφορτιστεί. Η αντοχή του ρεύματος έφθασε στη μέγιστη τιμή (Σχήμα 3). Η επαναφόρτιση του συμπυκνωτή θα ξεκινήσει τώρα.

Σύκο. 3.

Η τάση στο πηνίο είναι μηδέν, αλλά το ρεύμα δεν θα εξαφανιστεί αμέσως. Μόλις αρχίσει η σημερινή μετάβαση, θα εμφανιστεί το EMF αυτο-επαγωγής στο πηνίο, το οποίο εμποδίζει τη μείωση του ρεύματος.

Αναλογία. Το εκκρεμές είναι η θέση της ισορροπίας. Η ταχύτητά του φτάνει στη μέγιστη τιμή. Η παραμόρφωση ελατηρίου είναι μηδέν.

Δύο τρίμηνο:. Ο πυκνωτής επαναφορτίζεται - η χρέωση του αντίθετου σήματος εμφανίζεται στις πλάκες του σε σύγκριση με αυτό που ήταν αρχικά (Εικ. 4).

Σύκο. τέσσερα.

Η αντοχή του ρεύματος μειώνεται σταδιακά: το ηλεκτρικό πεδίο Vortex του πηνίου, διατηρώντας το ρεύμα μειώσεων, επικαλύπτεται με ένα ρεύμα.

Αναλογία. Το εκκρεμές συνεχίζει να μετακινείται προς τα αριστερά - από τη θέση ισορροπίας μέχρι το δεξί σημείο. Η ταχύτητά του μειώνεται σταδιακά, η παραμόρφωση των πηγών αυξάνεται.

Τέλος του δεύτερου τριμήνου . Ο συμπυκνωτής επαναφορτίζεται πλήρως, η χρέωσή του είναι ίση (αλλά η πολικότητα είναι διαφορετική). Το ρεύμα είναι μηδέν (Σχήμα 5). Η επαναφόρτιση του συμπυκνωτή θα ξεκινήσει τώρα.

Σύκο. πέντε.

Αναλογία. Το εκκρεμές έχει φτάσει στο ακραίο δεξί σημείο. Η ταχύτητα του εκκρεμούς είναι μηδέν. Η παραμόρφωση ελατηρίου είναι μέγιστη και ίση.

Τρίτο τέταρτο:. Το δεύτερο μισό της περιόδου ταλάντωσης άρχισε. Οι διαδικασίες πήγαν στην αντίθετη κατεύθυνση. Ο πυκνωτής εκκενώνεται (Εικ. 6).

Σύκο. 6.

Αναλογία. Το εκκρεμές μετακινείται πίσω: από το δεξί σημείο στη θέση της ισορροπίας.

Το τέλος του τρίτου τριμήνου:. Ο συμπυκνωτής πλήρως αποφορτιστεί. Το ρεύμα είναι το μέγιστο και είναι ίσο και πάλι, αλλά αυτή τη φορά έχει διαφορετική κατεύθυνση (Εικ. 7).

Σύκο. 7.

Αναλογία. Το εκκρεμές περνά και πάλι τη θέση της ισορροπίας με τη μέγιστη ταχύτητα, αλλά αυτή τη φορά προς την αντίθετη κατεύθυνση.

Τέταρτο τέταρτο:. Το ρεύμα μειώνεται, ο πυκνωτής φορτίζεται (Εικ. 8).

Σύκο. οκτώ.

Αναλογία. Το εκκρεμές συνεχίζει να μετακινείται δεξιά - από τη θέση της ισορροπίας στο ακραίο αριστερό σημείο.

Το τέλος του τέταρτου τριμήνου και ολόκληρη την περίοδο:. Η αντίστροφη επαναφόρτιση του συμπυκνωτή είναι πλήρης, το ρεύμα είναι μηδέν (Εικ. 9).

Σύκο. εννέα.

Αυτή η στιγμή είναι ταυτόσημη με τη στιγμή, και αυτό το σχέδιο είναι το σχήμα 1. Μία ολοκληρωμένη ταλάντωση έγινε. Θα ξεκινήσουν η ακόλουθη ταλάντωση, κατά τη διάρκεια της οποίας οι διαδικασίες θα εμφανιστούν με τον ίδιο τρόπο όπως περιγράφεται παραπάνω.

Αναλογία. Το εκκρεμές επέστρεψε στην αρχική του θέση.

Θεωρούνται ηλεκτρομαγνητικές ταλαντήσεις Ατυχος - Θα συνεχίσουν επ 'αόριστον. Μετά από όλα, προτάσαμε ότι η αντίσταση του πηνίου είναι μηδέν!

Με τον ίδιο τρόπο, θα υπάρξουν άτυχες διακυμάνσεις στο εαρινό εκκρεμές απουσία τριβής.

Στην πραγματικότητα, το πηνίο έχει κάποια αντίσταση. Ως εκ τούτου, οι διακυμάνσεις του πραγματικού ταλαντευόμενου κυκλώματος θα εξασθενίσουν. Έτσι, μετά από μια πλήρη ταλάντωση της φόρτισης στον συμπυκνωτή θα είναι μικρότερη από την τιμή προέλευσης. Με την πάροδο του χρόνου, οι ταλαντώσεις θα εξαφανιστούν καθόλου: Όλη η ενέργεια, καλά χρωματίζεται στο κύκλωμα, επισημαίνεται με τη μορφή θερμότητας στην αντίσταση του πηνίου και των καλωδίων σύνδεσης.

Με τον ίδιο τρόπο, οι διακυμάνσεις στο πραγματικό εκκρεμές της άνοιξης θα εξασθενίσουν: Όλη η ενέργεια του εκκρεμούς θα μετατραπεί σταδιακά σε θερμότητα λόγω της αναπόφευκτης παρουσίας τριβής.

Μετασχηματισμοί ενέργειας στο ταλαντευόμενο κύκλωμα

Συνεχίζουμε να εξετάζουμε τις άτυχες ταλαντώσεις στο περίγραμμα, λαμβάνοντας υπόψη την αντίσταση του πηνίου μηδέν. Ο πυκνωτής έχει ένα δοχείο, η επαγωγή του πηνίου είναι ίση.

Δεδομένου ότι δεν υπάρχουν απώλειες θερμότητας, η ενέργεια από το περίγραμμα δεν πάει μακριά: συνεχώς αναδιανεμηθεί μεταξύ του συμπυκνωτή και του πηνίου.

Πάρτε τη στιγμή που η χρέωση του πυκνωτή είναι μέγιστη και είναι ίση και δεν υπάρχει ρεύμα. Η ενέργεια του μαγνητικού πεδίου του πηνίου αυτή τη στιγμή είναι μηδέν. Όλη η ενέργεια του περιγράμματος συμπυκνώνεται στον συμπυκνωτή:

Τώρα, αντιθέτως, εξετάστε τη στιγμή που το ρεύμα είναι μέγιστο και ίσο και ο συμπυκνωτής απορρίπτεται. Η ενέργεια του πυκνωτή είναι μηδέν. Όλη η ενέργεια περίγραμμα αποθηκεύεται στο πηνίο:

Σε μια αυθαίρετη στιγμή, όταν η χρέωση του πυκνωτή είναι ίση με την τρέχουσα ροή, η ενέργεια κυκλώματος είναι ίση με:

Με αυτόν τον τρόπο,

(1)

Ο λόγος (1) χρησιμοποιείται στην επίλυση πολλών εργασιών.

Ηλεκτρομηχανολογικές αναλογίες

Στο προηγούμενο φύλλο αυτο-επαγωγής, σημειώσαμε μια αναλογία μεταξύ της επαγωγής και της μάζας. Τώρα μπορούμε να ορίσουμε μερικές ακόμη συμμαχίες μεταξύ ηλεκτροδυναμικών και μηχανικών τιμών.

Για ένα εκκρεμές ελατηρίου, έχουμε έναν λόγο παρόμοιο με (1):

(2)

Εδώ, όπως έχετε ήδη κατανοητό, η ακαμψία του ελατηρίου είναι η μάζα του εκκρεμούς, και οι τρέχουσες τιμές των συντεταγμένων και η ταχύτητα του εκκρεμούς, και μεγαλύτερη σημασία τους.

Συγκρίνοντας κάθε άλλη ισότητα (1) και (2), βλέπουμε την ακόλουθη συμμόρφωση:

(3)

(4)

(5)

(6)

Βασιζόμενοι σε αυτές τις ηλεκτρομηχανολογικές αναλογίες, μπορούμε να προβλέψουμε τον τύπο για την περίοδο των ηλεκτρομαγνητικών ταλαντώσεων στο ταλαντωτικό κύκλωμα.

Στην πραγματικότητα, η περίοδος ταλαντώσεων του ελατηρίου, όπως γνωρίζουμε, ισούται με:

Β Συμμόρφωση με τις αναλογίες (5) και (6) Αντικαταστήστε τη μάζα σε επαγωγή εδώ και την ακαμψία στην αντίστροφη δεξαμενή. Παίρνουμε:

(7)

Ηλεκτρομηχανική αναλογίες δεν παρέχονται: Τύπου (7) παρέχουν μια πραγματική έκφραση για την περίοδο ταλάντωσης στο ταλάντωσης κύκλωμα. Ονομάζεται thomson Formula. Σύντομα θα το δώσουμε πιο αυστηρή παραγωγή.

Αρμονικός νόμος ταλάντωσης στο περίγραμμα

Θυμηθείτε ότι καλούνται οι ταλαντώσεις ΑρμονικόςΕάν η ταλαντευόμενη τιμή αλλάξει με το χρόνο σύμφωνα με το νόμο της Sine ή της Cosine. Εάν καταφέρατε να ξεχάσετε αυτά τα πράγματα, φροντίστε να επαναλάβετε τα φύλλα "μηχανικών ταλαντώσεων".

Οι διακυμάνσεις χρέωσης στον συμπυκνωτή και την τρέχουσα αντοχή στο κύκλωμα είναι αρμονικές. Τώρα το αποδείξουμε. Αλλά πρώην, πρέπει να καθορίσουμε τους κανόνες για την επιλογή ενός σημείου για την επιβάρυνση του πυκνωτή και για τη δύναμη του ρεύματος - τελικά, με ταλαντώσεις, αυτές οι τιμές θα ληφθούν τόσο θετικές όσο και αρνητικές αξίες.

Πρώτα επιλέγουμε Παράκαμψη θετικής κατεύθυνσης περίγραμμα. Η επιλογή του ρόλου δεν παίζει. Ας είναι μια κατεύθυνση αντίθετο-σοφός (Εικ. 10).

Σύκο. 10. Θετική παράκαμψη

Το ρεύμα θεωρείται θετική κλάση \u003d "tex" alt \u003d "(! Lang: (i\u003e 0)"> , если ток течёт в положительном направлении. В противном случае сила тока будет отрицательной .!}

Η χρέωση του συμπυκνωτή είναι η χρέωση αυτού της πλάκας του, επί του οποίου Η θετική ροή ρεύματος (δηλ., Οι πλάκες στις οποίες υποδεικνύει το βέλος της κατεύθυνσης διαχωρισμού). Σε αυτή την περίπτωση, η χρέωση leva Πλάκες του συμπυκνωτή.

Με μια τέτοια επιλογή σημείων τρέχουσας και φόρτισης, ο λόγος είναι αληθής: (με μια άλλη επιλογή σημείων θα μπορούσε να συμβεί). Πράγματι, τα σημάδια και των δύο τμημάτων συμπίπτουν: αν η τάξη \u003d "tex" alt \u003d "(! Lang: i\u003e 0"> , то заряд левой пластины возрастает, и потому !} class \u003d "tex" alt \u003d "(! lang: \\ dot (q)\u003e 0"> !}.

Οι τιμές και η αλλαγή με την πάροδο του χρόνου, αλλά η ενέργεια του περιγράμματος παραμένει αμετάβλητη:

(8)

Έγινε, το ενεργειακό παράγωγο στο χρόνο στρέφεται στο μηδέν :. Λαμβάνουμε το παράγωγο χρόνου και από τα δύο μέρη της σχέσης (8). Μην ξεχνάμε ότι πολύπλοκες λειτουργίες διαφοροποιούνται στο αριστερό (αν - η λειτουργία από, στη συνέχεια, ανάλογα με το εύρος της διαφοροποίησης ενός μιγαδική συνάρτηση, το παράγωγο της συνάρτησης μας είναι ίση με :) :):

Αντικατάσταση εδώ και, έχουμε:

Αλλά η αντοχή του ρεύματος δεν είναι μια συνάρτηση ταυτόσημα ίση με το μηδέν. Έτσι

Ας το ξαναγράψουμε με τη μορφή:

(9)

Λάβαμε τη διαφορική εξίσωση αρμονικών ταλαντώσεων του είδους, όπου. Αυτό αποδεικνύει ότι το φορτίο του πυκνωτή κυμαίνεται την αρμονική νόμο (δηλ, σύμφωνα με το νόμο των κόλπων ή συνημίτονου). Η κυκλική συχνότητα αυτών των ταλαντώσεων είναι:

(10)

Αυτή η τιμή ονομάζεται περισσότερο δική σας συχνότητα περίγραμμα; Είναι με αυτή τη συχνότητα στο κύκλωμα δωρεάν (ή, όπως λένε, Τα δικά ταλαντώσεις). Η περίοδος ταλάντωσης είναι:

Ήρθαμε ξανά στη Thomson Formula.

Οι αρμονικές χρεώσεις χρέωσης στη γενική περίπτωση έχουν τη μορφή:

(11)

Η κυκλική συχνότητα είναι στον τύπο (10). Το πλάτος και η αρχική φάση προσδιορίζονται από τις αρχικές συνθήκες.

Θα εξετάσουμε την κατάσταση με λεπτομέρειες που μελετήθηκαν στην αρχή αυτού του φύλλου. Ας υποθέσουμε όταν ο πυκνωτής είναι μέγιστος και ίσος με (όπως στο σχήμα 1). Δεν υπάρχει ρεύμα στο κύκλωμα. Στη συνέχεια, η αρχική φάση, οπότε η φόρτιση αλλάζει κάτω από το νόμο της Cosine με εύρος:

(12)

Θα βρούμε το νόμο της αλλαγής του τρέχοντος. Για το σκοπό αυτό, η αναλογία (12) διαφοροποιώντας το χρόνο, και πάλι, χωρίς να ξεχνάμε τον κανόνα του παραγώγου της μία μιγαδική συνάρτηση:

Βλέπουμε ότι το σημερινό των σημερινών αλλαγών από τον αρμονικό νόμο, αυτή τη φορά - σύμφωνα με το νόμο του Sinus:

(13)

Το ισχύον πλάτος είναι ίσο με:

Η παρουσία "μείον" στο νόμο της αλλαγής του ρεύματος (13) δεν είναι δύσκολο να κατανοηθεί. Πάρτε, για παράδειγμα, χρονικό διάστημα (Εικ. 2).

Η τρέχουσα ροή στην αρνητική κατεύθυνση :. Δεδομένου ότι η φάση ταλάντωσης βρίσκεται το πρώτο τρίμηνο :. Ο κόλπος στο πρώτο τρίμηνο είναι θετικός. Ως εκ τούτου, ο κόλπος στο (13) θα είναι θετικός στο χρονικό διάστημα που εξετάζεται. Επομένως, για να εξασφαλιστεί η αρνητικότητα του ρεύματος, το σήμα μείον του τύπου (13) είναι πραγματικά απαραίτητο.

Και τώρα κοιτάξτε στο Σχ. οκτώ. Η τρέχουσα ροή στη θετική κατεύθυνση. Πώς λειτουργεί το "minus" στην περίπτωση αυτή; Καταλάβετε τι συμβαίνει!

Θα απεικονίσω τα διαγράμματα χρέωσης και τρέχουσες ταλαντώσεις, δηλ. Διασκέδαση γραφικών (12) και (13). Για λόγους σαφήνειας, φανταστείτε αυτά τα γραφήματα στους ίδιους άξονες συντεταγμένων (Εικ. 11).

Σύκο. 11. Χρεώσεις χρέωσης και τρέχουσες ταλαντώσεις

Σημείωση: Η μηδενική χρέωση είναι ανά μέγιστο ή ρεύμα. Αντίθετα, τα τρέχοντα μηδενικά αντιστοιχούν σε χρέωση maxima ή minima.

Χρησιμοποιώντας τη σύντομη φόρμουλα

Γράφουμε το νόμο της αλλαγής του ρεύματος (13) με τη μορφή:

Συγκρίνοντας αυτή την έκφραση με το νόμο της αλλαγής της φόρτισης, βλέπουμε ότι η τρέχουσα φάση είναι ίση, περισσότερη φάση χρέωσης κατά μέγεθος. Σε αυτή την περίπτωση, λένε ότι το σημερινό πριν από τη φάση χρέωση; ή Φάσεις μετατόπισης μεταξύ ρεύματος και χρέωσης είναι ίσο. ή διαφορά φάσης Μεταξύ ρεύματος και χρέωσης είναι ίση.

Μπροστά από το ρεύμα φόρτισης φάσης εκδηλώνεται γραφικά στο γεγονός ότι το τρέχον πρόγραμμα μετατοπίζεται Αριστερά Σε σχετικά γράφημα. Η ισχύς του ρεύματος φθάνει, για παράδειγμα, το ένα τέταρτο μιας περιόδου ενός τριμήνου νωρίτερα από το μέγιστο του μέγιστου χρέωσης φτάνει (και το ένα τέταρτο της περιόδου απλώς αντιστοιχεί στη διαφορά φάσης).

Αναγκασμένες ηλεκτρομαγνητικές ταλαντώσεις

Όπως θυμάσαι, Αναγκασμένες ταλαντώσεις προκύπτουν στο σύστημα υπό τη δράση της περιοδικής εξαναγκαστικής δύναμης. Η συχνότητα των αναγκαστικών ταλαντώσεων συμπίπτει με τη συχνότητα της δυνάμεως αναγκαστικής δύναμης.

Οι αναγκαστικές ηλεκτρομαγνητικές ταλαντήσεις θα επιτευχθούν στο κύκλωμα, κατακόρυφο στην πηγή ημιτονοειδούς τάσης (Εικ. 12).

Σύκο. 12. Αναγκαστικές ταλαντώσεις

Εάν η τάση πηγής ποικίλλει ανάλογα με το νόμο:

Ότι στο κύκλωμα υπάρχουν ταλαντώσεις χρέωσης και ρεύμα με κυκλική συχνότητα (και με μια περίοδο, αντίστοιχα). Η πηγή εναλλασσόμενης τάσης, δεδομένου ότι ήταν «επιβάλλει» το περίγραμμα της συχνότητας ταλάντωσης του, με αποτέλεσμα να ξεχάσουμε τη δική του συχνότητα.

Το εύρος των αναγκαστικών ταλαντώσεων χρέωσης και ρεύματος εξαρτάται από τη συχνότητα: το πλάτος είναι το μεγαλύτερο, το πιο κοντά στη συχνότητα του κυκλώματος. Και έρχεται απήχηση - απότομη αύξηση του εύρους των ταλαντώσεων. Θα μιλήσουμε για συντονισμό λεπτομερέστερα στο επόμενο φύλλο αφιερωμένο στο μεταβλητό ρεύμα.

Το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο μπορεί να υπάρχει απουσία ηλεκτρικών φορτίων ή ρευμάτων: Είναι τέτοια "αυτοσυντηρούμενα" ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία είναι ηλεκτρομαγνητικά κύματα, τα οποία περιλαμβάνουν ορατό φως, υπέρυθρο, υπεριώδη και ακτινοβολία ακτίνων Χ, κ.λπ.

§ 25. Τυνθωτικό κύκλωμα

Το απλούστερο σύστημα στο οποίο είναι δυνατή δική ηλεκτρομαγνητικές ταλαντώσεις της είναι η λεγόμενη κύκλωμα ταλάντωσης που αποτελείται από έναν συμπυκνωτή διασυνδέονται και επαγωγείς (Εικ. 157). Όπως και με ένα μηχανικό ταλαντωτή, για παράδειγμα, ένα τεράστιο σώμα σε ένα ελαστικό ελατήριο, το δικό ταλαντώσεις του στο κύκλωμα συνοδεύονται από ενεργειακές μετατροπές.

Σύκο. 157. Τυπωτικό περίγραμμα

Αναλογία μεταξύ μηχανικών και ηλεκτρομαγνητικών ταλαντώσεων. Για ένα ταλαντωτικό κύκλωμα, ένα ανάλογο της πιθανής ενέργειας ενός μηχανικού ταλαντωτή (για παράδειγμα, η ελαστική ενέργεια του παραμορφωμένου ελατηρίου) είναι η ενέργεια του ηλεκτρικού πεδίου στον συμπυκνωτή. Το ανάλογο της κινητικής ενέργειας ενός κινούμενου σώματος είναι η ενέργεια μαγνητικού πεδίου στο πηνίο επαγωγής. Στην πραγματικότητα, η ενέργεια του ελατηρίου είναι ανάλογη με την ομάδα της θέσης ισορροπίας και η ενέργεια συμπυκνωτή είναι ανάλογη με το τετράγωνο της κινητικής ενέργειας φορτίου του σώματος είναι ανάλογη με το τετράγωνο της ταχύτητάς του και την ενέργεια μαγνητικού πεδίου στο πηνίο είναι ανάλογο με το ρεύμα

Η συνολική μηχανική ενέργεια του ενισχυτή ελατηρίου Ε είναι ίση με την ποσότητα του δυναμικού και της κινητικής ενέργειας:

Ενεργειακές ταλαντώσεις. Παρομοίως, η συνολική ηλεκτρομαγνητική ενέργεια του κυκλώματος ταλάντωσης είναι ίση με την ποσότητα της ενέργειας του ηλεκτρικού πεδίου στο συμπυκνωτή και το μαγνητικό πεδίο στο πηνίο:

Από τη σύγκριση των τύπων (1) και (2), προκύπτει ότι ένα ανάλογο του ακαμψία στο ελατήριο ταλαντωτή στην ταλαντωτική κύκλωμα είναι το αντίστροφο χωρητικότητα του πυκνωτή C, και το ανάλογο της μάζας - η αυτεπαγωγή του πηνίου

Υπενθυμίζεται ότι στο μηχανικό σύστημα, η ενέργεια του οποίου δίδεται από την έκφραση (1), μπορεί να υπάρχουν δικά τους μη-over-eyed αρμονικές ταλαντώσεις. Το τετράγωνο της συχνότητας αυτών των ταλαντώσεων είναι ίσος με τον λόγο των συντελεστών κατά τη διάρκεια των προκατάληψη και την ταχύτητα πλατείες στην έκφραση για την ενέργεια:

Ιδιαίτερη συχνότητα. Στο ταλαντωτικό κύκλωμα, η ηλεκτρομαγνητική ενέργεια του οποίου χορηγείται από την έκφραση (2), μπορούν να προκύψουν οι δικές τους μηφωτικές αρμονικές ταλαντώσεις, το τετράγωνο της συχνότητας του οποίου είναι επίσης προφανώς ίσο με την αναλογία των αντίστοιχων συντελεστών (δηλαδή τους συντελεστές κατά τη διάρκεια του τετράγωνα της χρέωσης και της αντοχής του ρεύματος):

Από (4), η έκφραση για την περίοδο ταλάντωσης, που ονομάζεται τύπος Thomson:

Με μηχανικών ταλαντώσεων, η εξάρτηση της μετατόπισης Χ από καιρό σε καιρό καθορίζεται από μια συνάρτηση συνημίτονου, το επιχείρημα του οποίου καλείται η φάση ταλάντωσης:

Πλάτος και αρχική φάση. Το πλάτος Α και η αρχική φάση Α καθορίζονται από τις αρχικές συνθήκες, δηλ. Οι τιμές μετατόπισης και ταχύτητας όταν

Ομοίως, με ηλεκτρομαγνητικές δικές του ταλαντώσεις στο κύκλωμα, το φορτίο του πυκνωτή εξαρτάται από το χρόνο από το νόμο

όπου η συχνότητα προσδιορίζεται σύμφωνα με το (4), μόνο τις ιδιότητες του ίδιου του περιγράμματος, και του πλάτους των διακυμάνσεων φορτίου και την αρχική φάση Α, όπως σε ένα μηχανικό ταλαντωτή, προσδιορίζεται

Οι αρχικές συνθήκες, δηλαδή, οι τιμές του φορτίου του πυκνωτή και του ρεύματος σε ένα τρόπο, η εγγενής συχνότητα δεν εξαρτάται από τη μέθοδο της διέγερσης των ταλαντώσεων, ενώ το πλάτος και η αρχική φάση προσδιορίζονται από τις συνθήκες της διέγερση.

Μετασχηματισμοί ενέργειας. Εξετάστε περισσότερους μετασχηματισμούς ενέργειας σε μηχανικές και ηλεκτρομαγνητικές ταλαντώσεις. Στο ΣΧ. Το 158 απεικονίζει σχηματικά καταστήματα των μηχανικών και ηλεκτρομαγνητικών ταλαντωτών μέσω χρονικών διασκορτώσεων σε ένα τέταρτο μιας περιόδου

Σύκο. 158. Μετασχηματισμοί ενέργειας σε μηχανικές και ηλεκτρομαγνητικές ταλαντώσεις

Δύο φορές για την περίοδο των ταλαντώσεων, η ενέργεια στρέφεται από ένα είδος στην άλλη και την πλάτη. Η συνολική ενέργεια του ταλαντουμένου κυκλώματος ως η συνολική ενέργεια της μηχανικής ταλαντωτή, εν απουσία διάχυσης παραμένει αμετάβλητη. Για να βεβαιωθείτε ότι είναι απαραίτητο στον τύπο (2) για να αντικαταστήσετε την έκφραση (6) και την έκφραση για την τρέχουσα δύναμη

Χρησιμοποιώντας τον τύπο (4) για να πάρει

Σύκο. 159. Χάρτες του χρόνου φόρτισης του πυκνωτή ισχύος του πυκνωτή ισχύος και η ενέργεια μαγνητικού πεδίου στο πηνίο

Η σταθερή συνολική ενέργεια συμπίπτει με τη δυνητική ενέργεια στις στιγμές όταν η χρέωση του πυκνωτή είναι μέγιστη και συμπίπτει με την ενέργεια του μαγνητικού πεδίου του πηνίου - η "κινητική" ενέργεια - στις στιγμές που ο πυκνωτής έλκεται στο μηδέν στο μηδέν και το ρεύμα είναι το μέγιστο. Με αμοιβαία μετασχηματισμούς, δύο τύποι ενέργειας καθιστούν αρμονικές ταλαντώσεις με το ίδιο πλάτος στην αντιφαση μεταξύ τους και με συχνότητα σε σχέση με τη μέση τιμή τους. Αυτό εξασφαλίζεται εύκολα από το ΣΧ. 158, και με τη βοήθεια των τύπων τριγωνομετρικές λειτουργίες Το μισό επιχείρημα:

Τα γραφήματα της εξάρτησης της ισχύος του συμπυκνωτή ηλεκτρικού πεδίου και της ενέργειας μαγνητικού πεδίου φαίνονται στο ΣΧ. 159 για την αρχική φάση

Τα ποσοτικά πρότυπα των δικών τους ηλεκτρομαγνητικών ταλαντώσεων μπορούν να καθοριστούν απευθείας με βάση τους νόμους για τα τέλη ακινητικής ρευμάτων, χωρίς να αναφερθούν στην αναλογία με μηχανικές ταλαντώσεις.

Εξίσωση για ταλαντώσεις στο κύκλωμα. Εξετάστε το απλούστερο κυκλικό ταλαντώσεων που φαίνεται στο ΣΧ. 157. Όταν περπατάτε γύρω από το περίγραμμα, για παράδειγμα, αριστερόστροφα, το άθροισμα της τάσης στο πηνίο επαγωγής και ο συμπυκνωτής σε μια τέτοια κλειστή διαδοχική αλυσίδα είναι μηδέν:

Η τάση στον πυκνωτή συσχετίζεται με το φορτίο της πλάκας και με χωρητικότητα με την αναλογία επαγωγής ανά πάσα στιγμή είναι ίσο με την ενότητα και το αντίθετο από το σημάδι αυτο-induccus, έτσι ώστε το ρεύμα στο κύκλωμα να είναι ίσο με Ο ρυθμός αλλαγής του φορτίου του πυκνωτή: αντικαθιστώντας την ισχύουσα ισχύ στην έκφραση για την τάση στον επαγωγέα και την επαγωγή που δηλώνει το παράγωγο δεύτερης ώρας του πυκνωτή εγκαίρως

Τώρα λαμβάνουμε έκφραση (10)

Επαναλάβω αυτή την εξίσωση, διαφορετικά, εξ ορισμού:

Η εξίσωση (12) συμπίπτει με την εξίσωση αρμονικών ταλαντώσεων ενός μηχανικού ταλαντωτή με τη δική της συχνότητα, το διάλυμα μιας τέτοιας εξίσωσης δίνεται μια αρμονική (ημιτονοειδής) λειτουργία του χρόνου (6) με αυθαίρετες τιμές πλάτους και την αρχική φάση ΕΝΑ. Ακολουθεί όλα τα παραπάνω αποτελέσματα σχετικά με τις ηλεκτρομαγνητικές ταλαντώσεις στο κύκλωμα.

Ρέουσες ηλεκτρομαγνητικές ταλαντώσεις. Μέχρι τώρα, οι δικές τους ταλαντώσεις συζητήθηκαν σε ένα εξιδανικευμένο μηχανικό σύστημα και έναν εξιδανικευμένο βρόχο LC. Η ιδεοποίηση παραβλέπεται με τριβή στον ταλαντωτή και την ηλεκτρική αντίσταση στο κύκλωμα. Μόνο στην περίπτωση αυτή το σύστημα θα είναι συντηρητικό και η ενέργεια των ταλαντώσεων θα σωθεί.

Σύκο. 160. Ταλαντωτικό περίγραμμα με αντίσταση

Η λογιστική για τη διάχυση των ταλαντώσεων στο κύκλωμα μπορεί να πραγματοποιηθεί με τον ίδιο τρόπο όπως και στην περίπτωση ενός μηχανικού ταλαντωτή με τριβή. Η παρουσία ηλεκτρικής αντοχής του πηνίου και των καλωδίων σύνδεσης είναι αναπόφευκτα συνδεδεμένη με την απελευθέρωση της θερμότητας Joule. Όπως και πριν, αυτή η αντίσταση μπορεί να θεωρηθεί ως ανεξάρτητο στοιχείο ηλεκτρικό σχήμα Το ταλαντωτικό περίγραμμα, μετρώντας το πηνίο και τα καλώδια ιδανικά (εικ. 160). Κατά την εξέταση ενός κυριαρχικού ρεύματος σε ένα τέτοιο περίγραμμα στην εξίσωση (10), προσθέστε τάση στην αντίσταση

Αντικατάσταση στη ρεσεψιόν

Εισαγωγή ονομασιών

να ξαναγράψουν την εξίσωση (14) ως

Εξίσωση (16) για να έχει ακριβώς την ίδια μορφή με την εξίσωση για τις ταλαντώσεις του μηχανικού ταλαντωτή με

τριβή, ανάλογη ταχύτητα (ιξώδης τριβή). Επομένως, παρουσία ηλεκτρικής αντίστασης στο κύκλωμα, οι ηλεκτρομαγνητικές ταλαντήσεις εμφανίζονται κατά μήκος του ίδιου νόμου με τις μηχανικές ταλαντώσεις του ταλαντωτή με ιξώδη τριβή.

Δυσκολία της ενέργειας των ταλαντώσεων. Όπως και με τις μηχανικές ταλαντώσεις, είναι δυνατόν να εδραιωθεί ο νόμος της φθίνουσας με την ενέργεια των δικών ταλαντώσεων, εφαρμόζοντας το νόμο Joule-Lenza για να μετρηθεί η επισημασμένη θερμότητα:

Ως αποτέλεσμα, στην περίπτωση μικρής εξασθένησης για χρονικές περιόδους, πολλές μεγάλες περιόδους ταλάντωσης, το ποσοστό μείωσης των ενεργειακών ταλαντώσεων αποδεικνύεται ανάλογη με την ίδια την ενέργεια:

Η λύση της εξίσωσης (18) έχει τη μορφή

Η ενέργεια των δικών της ηλεκτρομαγνητικών ταλαντώσεων στο περίγραμμα με αντοχή μειώνεται βάσει του εκθετικού νόμου.

Η ενέργεια των ταλαντώσεων είναι ανάλογη με την πλατεία του πλάτους τους. Για ηλεκτρομαγνητικές ταλαντώσεις, αυτό ακολουθεί, για παράδειγμα, από (8). Επομένως, το πλάτος των ταλαντώσεων εξασθένισης, σύμφωνα με το (19), μειώνεται από το νόμο

Ζωή των ταλαντώσεων. Όπως μπορεί να φανεί από (20), το πλάτος των ταλαντώσεων μειώνεται κατά καιρούς κατά τη διάρκεια του χρόνου ίση με ανεξάρτητα από την αρχική τιμή του πλάτους. Αυτή η φορά το Χ ονομάζεται η διάρκεια ζωής των ταλαντώσεων, αν και, όπως φαίνεται από (20) , οι διακυμάνσεις συνεχίζουν να συνεχίζουν άπειρα. Στην πραγματικότητα, φυσικά, οι ταλαντώσεις έχουν νόημα να μιλούν μόνο μέχρις ότου το εύρος τους υπερβαίνει το χαρακτηριστικό επίπεδο θερμικού θορύβου σε αυτή την αλυσίδα. Επομένως, στην πραγματικότητα, οι διακυμάνσεις στο περίγραμμα "Live" ένα πεπερασμένο χρόνο, το οποίο, ωστόσο, μπορεί αρκετές φορές υψηλότερη από τη διάρκεια της ζωής του x.

Είναι συχνά σημαντικό να γνωρίζουμε ότι δεν είναι από μόνη της το χρόνο ζωής των ταλαντώσεων Χ και ο αριθμός των πλήρων ταλαντώσεων, οι οποίες θα εμφανιστούν στο κύκλωμα κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου x. Αυτός ο αριθμός πολλαπλασιάζεται με την ονομασία τάσης του περιγράμματος.

Ασφαλώς μιλώντας, οι ταλαντώσεις εξασθένισης δεν είναι περιοδικά. Με μικρή εξασθένηση, είναι δυνατόν να συζητηθούν για την περίοδο κατά την οποία το χρονικό διάστημα κατανοείται μεταξύ δύο

Μεταφέρονται μέγιστες τιμές του φορτίου του πυκνωτή (την ίδια πολικότητα) ή μέγιστες τιμές ρεύματος (μία κατεύθυνση).

Η εξασθένηση των ταλαντώσεων επηρεάζει την περίοδο, οδηγώντας στην αύξηση της σε σύγκριση με μια εξιδανικευμένη ευκαιρία απουσίας εξασθένησης. Με μικρή εξασθένηση, η αύξηση της περιόδου ταλάντωσης είναι πολύ ελαφρώς. Ωστόσο, με μια ισχυρή εξασθένηση των ταλαντώσεων, μπορεί να μην είναι καθόλου δυνατή: ο φορτισμένος συμπυκνωτής θα αποφορτιστεί απεριοδική, δηλαδή, χωρίς να αλλάζει την κατεύθυνση του ρεύματος στο κύκλωμα. Έτσι θα το βελτιώνεται.

Ακριβής λύση. Τα πρότυπα που διατυπώθηκαν παραπάνω είναι διαρροές ταλαντώσεις που ακολουθούν από το ακριβές διάλυμα της διαφορικής εξίσωσης (16). Άμεση αντικατάσταση Μπορείτε να βεβαιωθείτε ότι είναι

όπου - αυθαίρετες σταθερές των οποίων οι τιμές καθορίζονται από τις αρχικές συνθήκες. Με μια μικρή εξασθένηση, ο πολλαπλασιαστής στη συνίνη μπορεί να θεωρηθεί ως ένα αργά μεταβαλλόμενο πλάτος των ταλαντώσεων.

Μια εργασία

Επαναφορτίστε τους πυκνωτές μέσω της επαγωγικής επαγωγής. Στην αλυσίδα, το διάγραμμα του οποίου φαίνεται στο ΣΧ. 161, η χρέωση του ανώτερου πυκνωτή είναι ίση με το χαμηλότερο δεν φορτίζεται. Αυτή τη στιγμή το κλειδί είναι κλειστό. Βρείτε την εξάρτηση από τον χρόνο φόρτισης του ανώτερου πυκνωτή και του ρεύματος στο πηνίο.

Σύκο. 161. Μόνο ένας συμπυκνωτής χρεώνεται κατά την αρχική στιγμή του χρόνου.

Σύκο. 162. Χρεώσεις των πυκνωτών και ρεύματος στο κύκλωμα μετά το κλείσιμο του κλειδιού

Σύκο. 163. Η μηχανική αναλογία για το ηλεκτρικό κύκλωμα που φαίνεται στο ΣΧ. 162.

Απόφαση. Μετά το κλείσιμο του κλειδιού στην αλυσίδα, εμφανίζονται ταλαντώσεις: ο ανώτερος πυκνωτής αρχίζει να εκκενώνεται μέσω του πηνίου, που φορτίζει το κάτω μέρος. Τότε όλα συμβαίνουν προς την αντίθετη κατεύθυνση. Αφήστε, για παράδειγμα, με ένα θετικά φορτισμένο, ο ανώτερος συμπυκνωτής καταλαμβάνει. Επειτα

Μετά από μια μικρή χρονική περίοδο, τα σημάδια των φορτίων πυκνωτών και η τρέχουσα κατεύθυνση θα είναι τέτοια όπως φαίνεται στο ΣΧ. 162. Δηλώνει με τις κατηγορίες αυτών των καλύψεων των άνω και κατώτερων πυκνωτών, οι οποίοι διασυνδέονται μέσω του επαγωγέα της επαγωγής. Με βάση το νόμο της διατήρησης της ηλεκτρικής χρέωσης

Η ποσότητα τάσεων σε όλα τα στοιχεία του κλειστού κυκλώματος κάθε φορά είναι μηδέν:

Το σήμα τάσης στον συμπυκνωτή αντιστοιχεί στην κατανομή των χρεώσεων στο ΣΧ. 162. και την καθορισμένη σημερινή κατεύθυνση. Η έκφραση για ρεύμα μέσω του πηνίου μπορεί να γραφτεί σε οποιονδήποτε από τους δύο τύπους:

Εκτός από την εξίσωση χρησιμοποιώντας τις σχέσεις (22) και (24):

Εισαγωγή ονομασιών

Ανατρέξτε (25) στην παρακάτω φόρμα:

Εάν αντί να εισέλθετε σε μια λειτουργία

και να λάβετε υπόψη ότι αυτό (27) έχει την άποψη

Αυτή είναι η συνήθης εξίσωση άτυχων αρμονικών ταλαντώσεων, η οποία έχει μια λύση

όπου και - αυθαίρετη σταθερή.

Επιστρέφοντας από τη λειτουργία για να πάρει για το χρόνο φόρτισης του ανώτερου πυκνωτή, την ακόλουθη έκφραση:

Για τον προσδιορισμό της σταθεράς και λαμβάνουμε υπόψη ότι κατά την αρχική στιγμή, η χρέωση και το ρεύμα για τη δύναμη του ρεύματος από (24) και (31) έχουμε

Επειδή επομένως ακολουθεί αυτό που αντικαθιστά τώρα και εξετάζοντας αυτό που παίρνουμε

Έτσι, οι εκφράσεις για χρέωση και τρέχουσα αντοχή είναι

Η φύση των ταλαντώσεων και του ρεύματος χρέωσης είναι ιδιαίτερα οπτική με τις ίδιες τιμές των πυκνωτών. Σε αυτήν την περίπτωση

Το φορτίο του ανώτερου πυκνωτή ταλαντεύεται με πλάτος κοντά στη μέση τιμή ίση με μισή περίοδο ταλαντώσεων, μειώνεται από τη μέγιστη τιμή κατά την αρχική στιγμή στο μηδέν, όταν ολόκληρη η φόρτιση αποδειχθεί στο κατώτερο συμπυκνωτή.

Η έκφραση (26) για τη συχνότητα των ταλαντώσεων είναι φυσικά, ήταν δυνατόν να γράψουμε αμέσως, επειδή στο κύκλωμα υπό εξέταση οι πυκνωτές συνδέονται σε σειρά. Ωστόσο, είναι άμεσα δύσκολο να γράψετε εκφράσεις (34), δεδομένου ότι υπό τέτοιες αρχικές συνθήκες, οι πυκνωτές δεν μπορούν να αντικατασταθούν με ένα ισοδύναμο.

Η οπτική αναπαράσταση των διεργασιών που εμφανίζεται εδώ δίνει ένα μηχανικό ανάλογο αυτού του ηλεκτρικού κυκλώματος που φαίνεται στο ΣΧ. 163. Οι ίδιες πηγές αντιστοιχούν στην περίπτωση των πυκνωτών της ίδιας χωρητικότητας. Κατά την αρχική στιγμή, το αριστερό ελατήριο συμπιέζεται, το οποίο αντιστοιχεί σε έναν φορτισμένο συμπυκνωτή και το δεξί είναι σε μια παράνομη κατάσταση, καθώς το ισοδύναμο του φορτίου του πυκνωτή είναι ο βαθμός παραμόρφωσης ελατηρίων. Κατά τη διέλευση από τη μέση θέση, και οι δύο ελατήρια συμπιέζονται μερικώς και στην ακραία δεξιά θέση, το αριστερό ελατήριο δεν διαμορφώνεται και το δεξιό χέρι συμπιέζεται ως το αριστερό κατά την αρχική στιγμή, η οποία αντιστοιχεί στην πλήρη ροή χρέωσης από έναν συμπυκνωτή σε άλλο. Αν και η μπάλα κάνει συνηθισμένες αρμονικές ταλαντώσεις κοντά στην θέση ισορροπίας, η παραμόρφωση καθενός από τα ελατήρια περιγράφεται από τη λειτουργία, η μέση τιμή του οποίου είναι διαφορετική από το μηδέν.

Σε αντίθεση με το ταλαντωτικό κύκλωμα με έναν συμπυκνωτή, όπου κατά τη διάρκεια των ταλαντώσεων υπάρχει μια επαναλαμβανόμενη εφαρμογή επαναφόρτησης, στο εξεταζόμενο σύστημα, ο αρχικά φορτισμένος συμπυκνωτής δεν επαναφορτίζεται πλήρως. Για παράδειγμα, όταν χρεώνεται στο μηδέν, και στη συνέχεια αποκατασταθεί ξανά στην ίδια πολικότητα. Διαφορετικά, αυτές οι ταλαντώσεις δεν διαφέρουν από τις αρμονικές ταλαντώσεις στο συνηθισμένο κύκλωμα. Η ενέργεια αυτών των ταλαντώσεων παραμένει αν, φυσικά, μπορείτε να παραμελήσετε την αντίσταση του πηνίου και τη σύνδεση καλωδίων.

Εξηγήστε γιατί από τη σύγκριση των τύπων (1) και (2) για τη μηχανική και ηλεκτρομαγνητική ενέργεια, συνήχθη το συμπέρασμα ότι το ανάλογο της ακαμψίας Κ είναι ένα ανάλογο της μάζας της επαγωγής και όχι αντίστροφα.

Δώστε το σκεπτικό για την έξοδο των εκφράσεων (4) για τη δική σας συχνότητα ηλεκτρομαγνητικών ταλαντώσεων στο περίγραμμα από την αναλογία με τον ταλαντωτή μηχανικής ελατηρίου.

Οι αρμονικές ταλαντώσεις στο--contern χαρακτηρίζονται από πλάτος, συχνότητα, περίοδο, φάση ταλάντωσης, αρχική φάση. Ποιες από αυτές τις τιμές προσδιορίζονται από τις ιδιότητες του ίδιου του ταλαντωτικού κυκλώματος και ο οποίος εξαρτάται από τη μέθοδο διέγερσης των ταλαντώσεων;

Αποδείξτε ότι οι μέσες τιμές της ηλεκτρικής και μαγνητικής ενέργειας στις δικές τους ταλαντώσεις στο κύκλωμα είναι ίσες μεταξύ τους και αποτελούν το ήμισυ της συνολικής ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας των ταλαντώσεων.

Πώς να εφαρμόσετε τους νόμους των οιονεί στατικών φαινομένων σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα για την έξοδο της διαφορικής εξίσωσης (12) των αρμονικών ταλαντώσεων στο-conterter;

Ποια διαφορική εξίσωση ικανοποιεί το ρεύμα στο κύκλωμα LC;

Συμπληρώστε την εξίσωση για το ρυθμό μείωσης στην ενεργειακή ταλάντωση στη χαμηλή εξασθένηση είναι παρόμοια με τον τρόπο με τον τρόπο που έγινε για έναν μηχανικό ταλαντωτή με τριβή, αναλογική ταχύτητα και δείχνουν ότι για χρονικές περιόδους, σημαντικά ανώτερες περιόδους ταλαντώσεων, αυτή η μείωση συμβαίνει σύμφωνα με την στον εκθετικό νόμο. Ποια είναι η σημασία του όρου "μικρή εξασθένηση" που χρησιμοποιείται εδώ;

Δείξτε ότι η λειτουργία που δίνεται από τον τύπο (21) ικανοποιεί την εξίσωση (16) για τυχόν τιμές και ένα.

Εξετάστε το μηχανικό σύστημα που φαίνεται στο ΣΧ. 163 και βρείτε την εξάρτηση από τη στιγμή της παραμόρφωσης του αριστερού ελατηρίου και την ταχύτητα του τεράστιου σώματος.

Περιγράμματος χωρίς αντίσταση με αναπόφευκτες απώλειες. Στο πρόβλημα που εξετάζεται παραπάνω, παρά τις μη τελείως συνήθεις αρχικές συνθήκες για τα τέλη των πυκνωτών, θα μπορούσαν να εφαρμοστούν συμβατικές εξισώσεις για ηλεκτρικά κυκλώματα, δεδομένου ότι πραγματοποιήθηκαν οι συνθήκες της κυριαρχίας των διεργασιών που ρέουν. Αλλά στην αλυσίδα, το διάγραμμα του οποίου φαίνεται στο ΣΧ. 164, με επίσημη εξωτερική ομοιότητα με το σχήμα στο ΣΧ. 162, οι συνθήκες της κυριαρχίας δεν εκτελούνται εάν ένας συμπυκνωτής φορτίζεται κατά την αρχική στιγμή και το δεύτερο δεν είναι.

Θα συζητήσουμε περισσότερους λόγους για τους οποίους διαταράσσονται οι συνθήκες της κυριαρχίας. Αμέσως μετά το κλείσιμο

Σύκο. 164. Ηλεκτρικό κύκλωμα για το οποίο δεν πληρούνται οι συνθήκες της κυριαρχίας.

Το κλειδί Όλες οι μέθοδοι αναπαράγονται μόνο στους συμπυκνωτές που διασυνδέονται μεταξύ τους, καθώς η αύξηση του ρεύματος μέσω του πηνίου επαγωγής συμβαίνει σχετικά αργά και αρχικά ο κλάδος του ρεύματος στο πηνίο μπορεί να παραμεληθεί.

Όταν το κλειδί είναι κλειστό, εμφανίζονται γρήγορες ταλαντώσεις εξασθένισης στο κύκλωμα που αποτελείται από πυκνωτές και συνδέοντας τα καλώδια τους. Η περίοδος τέτοιων ταλαντώσεων είναι πολύ μικρή, καθώς η επαγωγή των συνδετικών καλωδίων είναι μικρή. Ως αποτέλεσμα αυτών των ταλαντώσεων, η φόρτιση στις πλάκες των πυκνωτών ανακατανεμηθεί, μετά την οποία μπορούν να θεωρηθούν δύο πυκνωτές ως ένα. Αλλά την πρώτη στιγμή είναι αδύνατο να το κάνουμε αυτό, διότι, μαζί με την ανακατανομή των τελών, η ανακατανομή της ενέργειας συμβαίνει, μέρος του οποίου πηγαίνει στη θερμότητα.

Μετά την εξασθένηση των ταχειών ταλαντώσεων στο σύστημα, εμφανίζονται ταλαντώσεις, όπως στο κύκλωμα με έναν πυκνωτή της ικανότητας της οποίας κατά την αρχική στιγμή είναι ίση με την αρχική επιβάρυνση του πυκνωτή, η κατάσταση της δικαιοσύνης της παραπάνω συλλογιστικής είναι η μικρότητα της επαγωγής των συνδετικών καλωδίων σε σύγκριση με την επαγωγή του πηνίου.

Όπως και στην εξεταζόμενη εργασία, είναι χρήσιμο και εδώ για να βρούμε μια μηχανική αναλογία. Εάν υπάρχουν δύο πηγές, που αντιστοιχούν στους συμπυκνωτές, εντοπίστηκαν και στις δύο πλευρές του τεράστιου σώματος, τότε εδώ θα πρέπει να βρίσκονται στη μία πλευρά του, έτσι ώστε οι ταλαντώσεις ενός από αυτούς να μπορούν να μεταδοθούν σε ένα άλλο με ένα σταθερό σώμα. Αντί για δύο πηγές, μπορείτε να πάρετε ένα, αλλά μόνο κατά την αρχική στιγμή θα πρέπει να παραμορφώνεται ανομοιογενώς.

Καταγράψουμε το ελατήριο για τη μέση και εξαπλώνεται το αριστερό μισό του σε μια ορισμένη απόσταση το δεύτερο μισό του ελατηρίου θα παραμείνει σε μια παράνομη κατάσταση, οπότε το φορτίο κατά την αρχική στιγμή μετατοπίζεται από τη θέση ισορροπίας προς τα δεξιά στην απόσταση και στηρίζεται . Στη συνέχεια, αφήστε την άνοιξη. Ποια χαρακτηριστικά θα παραμορφωθεί το γεγονός ότι στην αρχική στιγμή της άνοιξης παραμορφώνεται αναποτελεσματικά; Για, καθώς δεν είναι δύσκολο να καταλάβουμε, η ακαμψία των "μισών" ελατηρίων είναι αν η μάζα της ελατηρίας είναι μικρή σε σύγκριση με τη διόγκωση της μπάλας, η συχνότητα των δικών του ελατηρίων, καθώς ένα εκτεταμένο σύστημα είναι πολύ περισσότερο από τη συχνότητα της ταλάντωσης μπάλας την άνοιξη. Αυτές οι "γρήγορες" διακυμάνσεις θα εμφανιστούν κατά το χρόνο που αποτελεί το μικρό ποσοστό της περιόδου ταλάντωσης Besera. Μετά την εξασθένηση των ταχειών ταλαντώσεων, η τάση στην άνοιξη ανακατανεμηθεί και η μετατόπιση του φορτίου σχεδόν παραμένει ίση με το φορτίο κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου δεν έχει χρόνο να μετακινηθεί αισθητά. Η παραμόρφωση ελατηρίου γίνεται ομοιογενής και η ενέργεια του συστήματος είναι ίση

Έτσι, ο ρόλος των ταχειών διακυμάνσεων της ελατηρίου μειώθηκε στο γεγονός ότι η ενεργειακή παροχή του συστήματος μειώθηκε στην τιμή που αντιστοιχεί σε μια ομοιογενή αρχική παραμόρφωση του ελατηρίου. Είναι σαφές ότι οι περαιτέρω διαδικασίες στο σύστημα δεν διαφέρουν από την περίπτωση ομοιογενούς αρχικής παραμόρφωσης. Η εξάρτηση της προκατάληψης του φορτίου εγκαίρως εκφράζεται από τον ίδιο τύπο (36).

Στο εξεταζόμενο παράδειγμα, ως αποτέλεσμα ταχειών ταλαντώσεων μετατράπηκαν σε εσωτερική ενέργεια (σε θερμότητα) το ήμισυ του αρχικού αποθέματος μηχανικής ενέργειας. Είναι σαφές ότι, εκθέτοντας την αρχική παραμόρφωση όχι το ήμισυ, αλλά ένα αυθαίρετο τμήμα της άνοιξης, μπορεί κανείς να μετατραπεί σε εσωτερική ενέργεια οποιοδήποτε μερίδιο του αρχικού αποθέματος μηχανικής ενέργειας. Αλλά σε όλες τις περιπτώσεις, η ενέργεια των ταλαντώσεων φορτίου στην άνοιξη αντιστοιχεί στον ενεργειακό εφοδιασμό με την ίδια ομοιογενή αρχική παραμόρφωση.

Στο ηλεκτρικό κύκλωμα, ως αποτέλεσμα της εξασθένισης ταχειών ταλαντώσεων, η ενέργεια του φορτισμένου πυκνωτή επισημαίνεται μερικώς με τη μορφή θερμότητας Joule στα σύρματα σύνδεσης. Με ίσες δεξαμενές, θα είναι το ήμισυ του αρχικού αποθέματος ενέργειας. Το δεύτερο μισό παραμένει υπό τη μορφή της ενέργειας σχετικά αργής ηλεκτρομαγνητικών ταλαντώσεων στο περίγραμμα που αποτελείται από το πηνίο και δύο συνδεδεμένους παράλληλους πυκνωτές C, και

Έτσι, η εξιδανικοποίηση είναι θεμελιωδώς απαράδεκτη σε αυτό το σύστημα, στο οποίο η ενέργεια ταλάντωσης παραμεληθεί. Ο λόγος για αυτό είναι ότι οι γρήγορες διακυμάνσεις που δεν επηρεάζουν την επαγωγή ή τα μαζικά σώματα είναι δυνατές σε ένα παρόμοιο μηχανικό σύστημα.

Ταλαντωτικό περίγραμμα με μη γραμμικά στοιχεία. Κατά τη μελέτη μηχανικών ταλαντώσεων, είδαμε ότι οι ταλαντώσεις είναι μακριά από πάντα αρμονικές. Οι αρμονικές ταλαντώσεις είναι χαρακτηριστική ιδιοκτησία. γραμμικά συστήματα, στο οποίο

Η δύναμη που επιστρέφει είναι ανάλογη με την απόκλιση από τη θέση ισορροπίας και η πιθανή ενέργεια είναι το τετράγωνο της απόκλισης. Τα πραγματικά μηχανικά συστήματα με αυτές τις ιδιότητες, κατά κανόνα, δεν διαθέτουν, και οι διακυμάνσεις σε αυτά μπορούν να θεωρηθούν αρμονικά μόνο με μικρές αποκλίσεις από τη θέση ισορροπίας.

Στην περίπτωση των ηλεκτρομαγνητικών ταλαντώσεων, το περίγραμμα μπορεί να εντυπωσιάσει ότι έχουμε να κάνουμε με τα ιδανικά συστήματα στα οποία οι ταλαντώσεις είναι αυστηρά αρμονικές. Ωστόσο, αυτό ισχύει όσο ο πυκνωτής και η επαγωγή του πηνίου μπορεί να θεωρηθεί μόνιμη, δηλαδή ανεξάρτητα από τη χρέωση και το ρεύμα. Συμπυκνωτής με διηλεκτρικό και πηνίο με πυρήνα, αυστηρά, είναι μη γραμμικά στοιχεία. Όταν ο συμπυκνωτής γεμίζεται με μια σιδηροηλεκτρική, δηλ. Η ουσία, η διηλεκτρική διαπερατότητα του οποίου εξαρτάται έντονα από το εφαρμοζόμενο ηλεκτρικό πεδίο, η χωρητικότητα του πυκνωτή δεν μπορεί πλέον να θεωρηθεί σταθερή. Παρομοίως, η επαγωγή του πηνίου με έναν σιδηρομαγνητικό πυρήνα εξαρτάται από τη δύναμη του ρεύματος, καθώς το Ferromagnet έχει ιδιότητα μαγνητικού κορεσμού.

Εάν σε μηχανικά ταλαντωτικά συστήματα, η μάζα, κατά κανόνα, μπορεί να θεωρηθεί σταθερή και η μη γραμμικότητα συμβαίνει μόνο λόγω της μη γραμμικής φύσης της δύναμης ρεύματος, η μη γραμμικότητα μπορεί να συμβεί στο ηλεκτρομαγνητικό κυκλικό κυκλώματος, και οι δύο λόγω του συμπυκνωτή (ένα αναλογικό το ελαστικό ελατήριο) και το πηνίο επαγωγής (αναλογική μάζα).

Γιατί για ένα ταλαντευόμενο κύκλωμα με δύο Παράλληλους πυκνωτές (Εικ. 164) δεν εφαρμόζεται στην εξιδανίωση στην οποία το σύστημα θεωρείται συντηρητικό;

Γιατί οι γρήγορες διακυμάνσεις που οδηγούν στη διάχυση των ταλαντώσεων στο κύκλωμα στο ΣΧ. 164, δεν συνέβη στο κύκλωμα με δύο διαδοχικούς πυκνωτές που φαίνονται στο ΣΧ. 162;

Τι αιτίες μπορεί να προκαλέσει ηλεκτρομαγνητικές ταλαντώσεις στο κύκλωμα;

Το ταλαντευόμενο κύκλωμα είναι ένα απλό ηλεκτρικό κύκλωμα που αποτελείται από ένα πηνίο επαγωγής και πυκνωτή πυκνωτή. Σε ένα τέτοιο σχήμα μπορεί να εμφανιστούν διακυμάνσεις σε ρεύμα ή τάση. Η συχνότητα συντονισμού τέτοιων ταλαντώσεων καθορίζεται από τον τύπο Thomson.

Αυτή η ποικιλία του ταλαντωτικού κυκλώματος LC (CC) Το απλούστερο παράδειγμα Αντηχητική ταλαντωτική αλυσίδα. Αποτελείται από διαδοχικά συνδεδεμένους επαγωγείς και δοχεία. Όταν ρέει μέσω ενός τέτοιου καθεστώτος εναλλασσόμενου ρεύματος, καθορίζεται από: I \u003d u / x σ όπου X σ. - το άθροισμα των αντιδραστικών αντιστατών του πηνίου επαγωγής και του δοχείου.

Ας υπενθυμίσουμε ότι η εξάρτηση της αντοχής αντοχής του δοχείου και η επαγωγή από τη συχνότητα των τύπων τους μοιάζουν με αυτό:

Είναι σαφώς σαφώς από τον τύπο που με αυξανόμενη συχνότητα, αυξάνεται η αντοχή αντοχής στην αντοχή. Σε αντίθεση με το πηνίο, στον συμπυκνωτή με αυξανόμενη συχνότητα, η αντιδραστική αντίσταση μειώνεται. Το παρακάτω σχήμα δείχνει τις γραφικές εξάρσεις από τις αντιδραστικές αντιστάσεις του πηνίου επαγωγέα X L. και δεξαμενή X Γ. από κυκλική συχνότητα ωμέγα ω και γράφημα ω από το αλγεβρικό τους ποσό X σ.. Το γράφημα δείχνει την εξάρτηση από τη συχνότητα της συνολικής αντοχής αντοχής του διαδοχικού ταλαντούχου κυκλώματος που αποτελείται από έναν συμπυκνωτή και επαγωγή.

Από το γράφημα, φαίνεται σαφώς ότι σε μια συγκεκριμένη συχνότητα Ω \u003d ω , η επαγωγή και η αντοχή στην αντιδραστική ικανότητα συμπίπτουν ανάλογα με την τιμή, αλλά αντιτίθενται στο σημάδι, και η συνολική αντοχή στην αλυσίδα είναι μηδενική. Σε αυτή τη συχνότητα στο κύκλωμα θα ρέει όσο το δυνατόν περισσότερο. Πιθανή ρεύμα, που περιορίζονται μόνο από τις ωμικές απώλειες σε επαγωγή (δηλ. Η δραστική αντίσταση του πηνίου) και η εσωτερική δραστική αντίσταση της τρέχουσας πηγής. Αυτή η συχνότητα στην οποία συμβαίνει αυτό το φαινόμενο ονομάζεται συχνότητα συντονισμού. Επιπλέον, το γράφημα μπορεί να τραβηχτεί: σε συχνότητες, κάτω από τη συχνότητα συντονισμού, η αντιδραστική αντίσταση του σειριακού QC έχει έναν χωρητικό παράγοντα και σε υψηλότερες συχνότητες είναι επαγωγική. Η συχνότητα συντονισμού μπορεί να βρεθεί με τον τύπο Thomson, το οποίο προέρχεται εύκολα από τους τύπους των αντιδραστικών αντιστατών και των δύο συστατικών του QC, εξισώνοντας την αντοχή τους:

Στο παρακάτω σχήμα, θα εμφανίσετε το ισοδύναμο σχήμα του κυκλώματος αύξησης του σειριακού συντονισμού, λαμβάνοντας υπόψη τις ενεργές ωμικές απώλειες R., με μια ιδανική πηγή τρέχουσας αρμονικής τάσης με ένα ορισμένο εύρος U.. Πλήρης αντίσταση, ή ονομάζεται επίσης σύστημα σύνθετης αντίστασης που υπολογίζεται: Z \u003d √ (R 2 + x σ 2)όπου X σ \u003d ω L-1 / ωκ. Στη συχνότητα συντονισμού όταν η ταπετσαρία αντιδραστική αντίσταση X l \u003d ωλ και X c \u003d 1 / Ω ίσες στην ενότητα, X σ. Προσπαθεί για μηδέν και δραστηριοποιείται μόνο στη φύση και το ρεύμα στο σχήμα υπολογίζεται από τον λόγο της τάσης της τρέχουσας πηγής στην αντίσταση στην απώλεια του νόμου του OHM: I \u003d u / r. Ταυτόχρονα στο πηνίο και την ικανότητα στην οποία υπάρχει ένα απόθεμα εξαρτημάτων αεριωθούμενων ενεργειακών στοιχείων, η ίδια τιμή τάσης πέφτει, δηλ. U \u003d u c \u003d ix l \u003d ix με.

Σε οποιαδήποτε συχνότητα, εκτός από τον συντονισμό, η τάση στην επαγωγή και η χωρητικότητα διαφέρουν - εξαρτώνται από το πλάτος του ρεύματος στο σχήμα και τους ρυθμούς των ενεργοποιημένων μονάδων αντίστασης X L. και X S.. Ως εκ τούτου, ο συντονισμός σε έναν διαδοχικό ταλαντωτικό βρόχο ονομάζεται Άγχος συντονισμού.

Τα πολύ σημαντικά χαρακτηριστικά του CC είναι επίσης η αντίσταση κύματος. ρ και ποιότητα QC Q.. Αντίσταση κύματος ρ Θεωρούν το μέγεθος της αντοχής αντοχής και των δύο συστατικών (L, C) στη συχνότητα συντονισμού: Ρ \u003d x l \u003d x c Για Ω \u003d ω . Η αντίσταση των κυμάτων μπορεί να υπολογιστεί σύμφωνα με τον ακόλουθο τύπο: Ρ \u003d √ (l / c). Αντίσταση κύματος ρ Θεωρείται ποσοτικό μέτρο της εκτίμησης ενέργειας, διατηρώντας τα αντιδραστικά συστατικά του περιγράμματος - W \u003d (Li 2) / 2 και W C \u003d (CU 2) / 2. Η αναλογία ενέργειας που αποθηκεύεται από τα αντιδραστικά στοιχεία των QCS, στην ενέργεια των απωλειών αντιστάσεων για την περίοδο ονομάζεται καλής ποιότητας Q. ΚΚ. Ποιότητα του δονητικού κυκλώματος - το ποσό που καθορίζει το πλάτος πλάτους και πλάτους Χαρακτηριστικά συχνότητας Συντονισμός και μιλάμε για πόσες φορές η διατηρημένη ενέργεια στην CC μεγαλύτερη από την απώλεια ενέργειας για μια μόνο περίοδο ταλαντώσεων. Η ποιότητα λαμβάνει επίσης υπόψη τόσο την ενεργό αντίσταση R.. Για ένα σειριακό QC σε κυκλώματα RLC, στην οποία όλα τα τρία παθητικά συστατικά συνδέονται διαδοχικά, η ποιότητα υπολογίζεται με έκφραση:

Οπου R., ΜΕΓΑΛΟ. και ΝΤΟ. - αντίσταση, επαγωγή και χωρητικότητα της συντονισμένης αλυσίδας του QC.

Ποσότητα d \u003d 1 / q Η φυσική κάλεσε την εξασθένηση του QC. Για να προσδιορίσετε την καλοσύνη, η έκφραση χρησιμοποιείται συνήθως Q \u003d ρ / rόπου R.- αντοχή σε ωμικές απώλειες του QC, το οποίο χαρακτηρίζει τη δύναμη των ενεργών απωλειών του QC P \u003d i 2 r. Η ποιότητα των δονητικών περιγραμμάτων ποικίλλει από διάφορες μονάδες έως εκατοντάδες και υψηλότερες. Ποιότητα τέτοιων δονητικών συστημάτων ως πιεζοηλεκτρικά ή μπορεί να είναι αρκετές χιλιάδες και ακόμη περισσότερο.

Οι ιδιότητες συχνότητας του QC αξιολογούνται συνήθως από τον ACH, ενώ τα ίδια τα συστήματα θεωρούνται τέσσερις πόλοι. Τα παρακάτω στοιχεία εμφανίζουν στοιχειώδη τετραπόλια που περιέχουν σειριακό QC και συνεργούς αυτών των αλυσίδων. Από τον άξονα των γραφημάτων, ο συντελεστής μετάδοσης της τάσης στην τάση αναβάλλεται ή ο λόγος τάσης εξόδου στην είσοδο.

Για παθητικά συστήματα (που δεν έχουν ενίσχυση στοιχείων και πηγές ενέργειας), την τιμή ΠΡΟΣ ΤΗΝ Ποτέ πάνω από ένα. Η αντίσταση στο μεταβλητό ρεύμα θα είναι ελάχιστα με συχνότητα συντονισμού. Στη συνέχεια, ο συντελεστής μετάδοσης αγωνίζεται για μια μονάδα. Σε συχνότητες διαφορετικές από τον συντονισμό, η αντίσταση του μεταβλητού ρεύματος QC είναι μεγάλη και ο συντελεστής μετάδοσης θα είναι κοντά στις μηδενικές τιμές.

Με ένα συντονισμό, η πηγή εισόδου είναι πρακτικά κλειστή από ένα QC βραχείας σύνθετης αντίστασης, οπότε ο συντελεστής μετάδοσης πέφτει σχεδόν στο μηδέν. Αντίθετα, στις συχνότητες των επιπτώσεων εισόδου, οι οποίες διακρίνονται από τον συντονισμό, ο συντελεστής επιδιώκει μια μονάδα. Η ιδιότητα KC αλλάζει τον συντελεστή μετάδοσης σε συχνότητες, κοντά στον συντονισμό, χρησιμοποιείται ευρέως στην ερασιτεχνική πρακτική όταν είναι απαραίτητο να επιλέξετε ένα σήμα με την απαιτούμενη συχνότητα από ένα πλήθος παρόμοιων, αλλά σε άλλες συχνότητες. Έτσι, σε οποιονδήποτε δέκτη ραδιοφώνου, με τη βοήθεια του QC, ρυθμίστε τη συχνότητα του απαιτούμενου ραδιοφωνικού σταθμού. Η ιδιότητα διαχωρίζεται από ένα σύνολο συχνοτήτων μόνο μία ονομάζεται επιλεκτικότητα. Σε αυτή την περίπτωση, η ένταση της αλλαγής του συντελεστή μετάδοσης κατά τη ρύθμιση της συχνότητας έκθεσης από τον συντονισμό περιγράφει το εύρος ζώνης. Το εύρος συχνοτήτων λαμβάνεται γι 'αυτό, στις περιοχές των οποίων μειώνουν (αύξηση) του συντελεστή μετάδοσης σε σχέση με την τιμή του στη συχνότητα συντονισμού, όχι μεγαλύτερη από 0,7 (dB).

Οι διακεκομμένες γραμμές στα σχέδια υποδεικνύονται από τον Ach παρόμοιες αλυσίδες, οι οποίες έχουν τους ίδιους συντονισμούς, αλλά με λιγότερη ποιότητα. Όπως βλέπουμε από τα γραφήματα, το εύρος ζώνης αυξάνεται και η επιλεκτικότητα μειώνεται.

Σε αυτό το κύκλωμα, τα δύο στοιχεία τζετ με διαφορετικό επίπεδο αντιδραστικότητας συνδέονται παράλληλα. Σχήμα παρακάτω, εξετάζονται οι γραφικές εξάρσεις της αγωγιμότητας της αντίδρασης επαγωγής. B l \u003d 1 / ωλ και χωρητικότητα πυκνωτή Στο C \u003d -ΩCκαθώς και γενική αγωγιμότητα Σε σ.. Και σε αυτό το ταλαντωτικό κύκλωμα, υπάρχει μια συντονισμένη συχνότητα στην οποία οι αντιστάσεις του αεριωθούμενου και των δύο συστατικών είναι οι ίδιες. Αυτό υποδηλώνει ότι σε αυτή τη συχνότητα, η παράλληλη CC έχει τεράστια μεταβλητή αντίσταση ρεύματος.

Η αντίσταση του πραγματικού παράλληλου CC (με απώλειες), φυσικά, δεν τείνει στο άπειρο - είναι η χαμηλότερη από την παραπάνω ωμική αντίσταση των απωλειών στο κύκλωμα, δηλαδή, μειώνεται άμεσα ανάλογη με τη μείωση της ποιότητας.

Εξετάστε την απλούστερη αλυσίδα που αποτελείται από μια πηγή αρμονικών ταλαντώσεων και ένα παράλληλο QC. Εάν, η εγγενής συχνότητα των ταλαντώσεων της γεννήτριας (πηγή τάσης) συμπίπτει με τη συχνότητα συντονισμού του περιγράμματος, των επαγωγικών και χωρητικών κλάδων έχουν την ίδια μεταβλητή αντίσταση του ρεύματος και τα ρεύματα στα κλαδιά θα είναι εντελώς τα ίδια. Ως εκ τούτου, λέω με βεβαιότητα ότι αυτό το σύστημα λαμβάνει χώρα Συντονισμός tokov. Οι αντιδραστήρες και των δύο συστατικών αντισταθμίζουν πλήρως ο ένας τον άλλον και η αντίσταση του ρεύματος QC που ρέει πλήρως ενεργή (έχει μόνο ένα συστατικό αντίστασης). Το μέγεθος αυτής της αντίστασης υπολογίζεται από την ποιότητα του QC σχετικά με τη χαρακτηριστική αντίσταση R eq \u003d q · ρ. Σε άλλες συχνότητες, η αντίσταση της παράλληλης ΚΚ πέφτει και αποκτά ένα τζετ σε χαμηλότερο επαγωγικό και σε υψηλότερο - χωρητικό.

Εξετάστε την εξάρτηση των συντελεστών της μεταφοράς τεσσάρων πόλων από τη συχνότητα στην περίπτωση αυτή.

Τέσσερις πόλος, στη συχνότητα του συντονισμού είναι αρκετά μεγάλη αντίσταση στην εναλλαγή ροής, έτσι Ω \u003d ω Ο συντελεστής μετάδοσης τείνει στο μηδέν (και ακόμη και να λαμβάνει υπόψη τις πραγματικές ωμικές απώλειες). Σε άλλες συχνότητες, εκτός από τον συντονισμό, η αντίσταση του QC θα πέσει και ο συντελεστής μετάδοσης του τετραπλάσματος είναι να αυξηθεί. Για έναν τεσσάρων πόλο της δεύτερης επιλογής, η κατάσταση θα είναι διαμετρικά αντίθετη - θα υπάρξει πολύ μεγάλη αντίσταση στη συχνότητα συντονισμού του QC, δηλαδή ο συντελεστής μετάδοσης θα μεγιστοποιηθεί και θα προσπαθήσει για ένα). Με σημαντική διαφορά στη συχνότητα από το συντονισμό, η πηγή σήματος θα βλάψει πρακτικά και ο συντελεστής μετάδοσης θα αναζητήσει μηδέν.

Ας υποθέσουμε ότι πρέπει να κάνουμε ένα παράλληλο CC, με συχνότητα συντονισμού 1 MHz. Εφαρμόζουμε έναν προκαταρκτικό απλοποιημένο υπολογισμό ενός τέτοιου QC. Δηλαδή, υπολογίζουμε τις απαραίτητες τιμές του δοχείου και της επαγωγής. Χρησιμοποιούμε την απλοποιημένη φόρμουλα:

L \u003d (159,1 / f) 2 /C όπου:

ΜΕΓΑΛΟ. επαγωγή του πηνίου στο ICGN. ΑΠΟ πυκνωτής χωρητικότητας στο PF; ΦΑ. Συχνότητα συντονισμού στο MHz

Ορίζουμε μια συχνότητα 1 MHz και χωρητικότητα 1000 pf. Παίρνουμε:

L \u003d (159,1 / 1) 2/1000 \u003d 25 μh

Έτσι, εάν το QC χρησιμοποιείται στους ραδιοφωνικούς ερασιτέχνες, στη συνέχεια χρησιμοποιείται 1 MHz, τότε πρέπει να κάνουμε χωρητικότητα 1000 pf και επαγωγή κατά 25 μh. Ο πυκνωτής είναι εύκολος να επιλέξει αρκετά, αλλά η επαγωγή imho είναι ευκολότερη να κάνει τον εαυτό σας.

Για να το κάνετε αυτό, υπολογίστε τον αριθμό των στροφών για το πηνίο χωρίς πυρήνα

N \u003d 32 * v (l / d) Οπου:

N τον απαιτούμενο αριθμό στροφών. L Προσδιορισμένη επαγωγή στο ICGN. D τη διάμετρο του πηνίου.

Ας υποθέσουμε τη διάμετρο του πλαισίου 5 mm, τότε:

N \u003d 32 * v (25/5) \u003d 72 στροφές

Αυτός ο τύπος θεωρείται κατά προσέγγιση, δεν λαμβάνει υπόψη τη δική της διασυνδεδεμένη χωρητικότητα επαγωγικής. Ο τύπος χρησιμοποιείται για τον προ-υπολογισμό των παραμέτρων του πηνίου, οι οποίες στη συνέχεια ρυθμίζονται κατά τη ρύθμιση του περιγράμματος στη συσκευή.

Στην ερασιτεχνική πρακτική, συχνά χρησιμοποιούνται πηνία με πυρήνα από φερρίτη από φερρίτη, που έχουν μήκος 12-14 mm και διάμετρο 2,5 - 3 mm, χρησιμοποιούνται πολύ συχνά. Αυτοί οι πυρήνες χρησιμοποιούνται ενεργά σε ταλαντευτικά κυκλώματα των δέκτες.

Το ηλεκτρικό κυκλικό ταλαντευόμενο είναι ένα υποχρεωτικό στοιχείο οποιουδήποτε ραδιοφώνου, ανεξάρτητα από την πολυπλοκότητά της. Χωρίς ένα ταλαντωτικό περίγραμμα, η λήψη των σημάτων ραδιοφωνικού σταθμού είναι γενικά αδύνατη.

Το απλούστερο ηλεκτρικό ταλαντωτικό κύκλωμα (Σχήμα 20) είναι ένα κλειστό κύκλωμα που αποτελείται από επαγωγέα επαγωγέα ΜΕΓΑΛΟ. Και συμπυκνωτής C. Υπό ορισμένες συνθήκες, μπορεί να συμβεί ηλεκτρικές ταλαντώσεις σε αυτό.

Για να κατανοήσουμε την ουσία αυτού του φαινομένου, πρώτα υπερβολικά αρκετά πειράματα με ένα εκκρεμές νημάτων (Εικ. 21). Σε ένα νήμα μήκους 100 cm. Τραβήξτε μια μπάλα, τυφλωμένη από πλαστελίνη, ή άλλο βάρος μάζας σε 20 ... 40 g. Να επανέλθει το εκκρεμές από τη θέση ισορροπίας και, εκμεταλλευόμενοι το ρολόι με ένα δεύτερο βέλος , μετράνε πόση διακυμάνσεις κάνει σε ένα λεπτό. Περίπου 30. Επομένως, η εγγενής συχνότητα των ταλαντώσεων αυτού του εκκρεμούς είναι 0,5 Hz και η περίοδος (ένας πλήρης χρόνος ταλάντωσης) είναι 2 δευτερόλεπτα. Κατά τη διάρκεια της περιόδου, η πιθανή ενέργεια του εκκρεμούς μετατρέπεται δύο φορές σε κινητική και το κινητικό με το δυναμικό.

Συντομεύστε το νήμα του μισού του εκκρεμούς. Η ίδια συχνότητα ταλαντώσεων εκκρεμών θα αυξηθεί κατά ένα και μισό φορές και η περίοδος των ταλαντώσεων θα μειωθεί. Συμπέρασμα: Με μείωση της διάρκειας του εκκρεμούς, η συχνότητα των δικών του ταλαντώσεων αυξάνεται και η περίοδος μειώνεται αναλογικά.

Με την αλλαγή του μήκους του εναιωρήματος του εκκρεμούς, επιτυγχάνεται ότι η δική του συχνότητα ταλάντωσης ανήλθε σε 1 Hz (μία πλήρης ταλάντωση ανά δευτερόλεπτο). Αυτό θα πρέπει να είναι με μήκος νήματος περίπου 25 cm. Στην περίπτωση αυτή, η περίοδος ταλαντώσεων του εκκρεμούς θα είναι 1 δευτερόλεπτο.

Οι ταλαντώσεις του εκκρεμούς νήματος ξεθωριάζουν. Δωρεάν ταλαντώσεις οποιουδήποτε σώματος πάνε πάντα. Μπορούν να καταστήσουν ανεπιτυχείς μόνο εάν το εκκρεμές στο ρυθμό με τις ταλαντώσεις του ελαφρώς ωθήσει, αντισταθμίζοντας την ενέργεια που ξοδεύει για να ξεπεράσει την αντίσταση που έχει παρασχεθεί με αέρα και τη δύναμη της τριβής.

Η συχνότητα των δικών του ταλαντώσεων του εκκρεμούς εξαρτάται από τη μάζα του και το μήκος της αναστολής.

Τώρα τεντώστε οριζόντια σχοινί ή σπάγκο. Συνδέστε το να τεντώσετε το ίδιο εκκρεμές (Εικ. 22). Η συσκευασία μέσω του σχοινιού είναι ένα άλλο τέτοιο εκκρεμές, αλλά με ένα μακρύτερο νήμα. Το μήκος του εναιωρήματος αυτού του εκκρεμούς μπορεί να αλλάξει τραβώντας το ελεύθερο άκρο του νήματος. Φέρτε το σε ένα ταλαντευόμενο κίνημα. Ταυτόχρονα, το πρώτο εκκρεμές θα κυμαίνεται επίσης, αλλά με μικρότερη απομείωση (πλάτος). Χωρίς τη διακοπή των ταλαντώσεων του δεύτερου εκκρεμούς, μειώνουν σταδιακά το μήκος της ανάρτησής της - το πλάτος των ταλαντώσεων του πρώτου εκκρεμούς θα αυξηθεί.

Σε αυτή την εμπειρία που απεικονίζει τον συντονισμό των ταλαντώσεων, το πρώτο εκκρεμές είναι ένας παραλήπτης μηχανικών ταλαντώσεων που ενθουσιάζονται από το δεύτερο εκκρεμές - ο πομπός αυτών των ταλαντώσεων. Ο λόγος για τη δημιουργία πρώτου εκκρεμικού κυμαινού είναι περιοδικές ταλαντώσεις τεντώματος με συχνότητα ίση με τη συχνότητα των ταλαντώσεων του δεύτερου εκκρεμούς. Οι αναγκαστικές ταλαντώσεις του πρώτου εκκρεμούς θα έχουν μέγιστο πλάτος μόνο όταν η δική της συχνότητα συμπίπτει με τη συχνότητα των διακυμάνσεων στο δεύτερο εκκρεμές.

Ιδιαίτερη συχνότητα, αναγκαστικές ταλαντώσεις και συντονισμός, που παρατηρήσατε σε αυτά τα πειράματα - φαινομενικά περίεργα και ηλεκτρικό ταλαντωτικό περίγραμμα.

Ηλεκτρικές ταλαντώσεις στο περίγραμμα. Για να ξεκινήσετε τις διακυμάνσεις στο κύκλωμα, είναι απαραίτητο να χρεώσετε τον πυκνωτή του από την πηγή σταθερή τάσηΚαι στη συνέχεια να απενεργοποιήσετε την πηγή και πιο κοντά στο κύκλωμα του περιγράμματος (Εικ. 23). Από αυτό το σημείο, ο πυκνωτής θα αρχίσει να εκκενώνεται μέσω του επαγωγέα, δημιουργώντας ένα αυξανόμενο ρεύμα στο κύκλωμα κυκλώματος. Και γύρω από τον επαγωγέα επαγωγέα - το μαγνητικό πεδίο του ρεύματος. Όταν ο συμπυκνωτής είναι εντελώς αποφορτισμένος και το ρεύμα στην αλυσίδα θα γίνει ίση με το μηδέν, το μαγνητικό πεδίο γύρω από το πηνίο θα είναι το ισχυρότερο - ηλεκτρικό φορτίο Ο συμπυκνωτής μετατράπηκε στο μαγνητικό πεδίο του πηνίου. Τρέχον στο κύκλωμα για κάποιο χρονικό διάστημα μια σφαίρα πάει στην ίδια κατεύθυνση, αλλά ήδη λόγω της μείωσης της ενέργειας του μαγνητικού πεδίου, το συσσωρευμένο πηνίο και ο πυκνωτής θα αρχίσει να φορτίζεται. Μόλις εξαφανιστεί το μαγνητικό πεδίο του πηνίου, το ρεύμα στο κύκλωμα θα σταματήσει για μια στιγμή. Αλλά σε αυτό το σημείο, το Condens-FOP θα επαναφορτιστεί, οπότε το κύκλωμα θα πάει και πάλι στο κύκλωμα, αλλά προς την αντίθετη κατεύθυνση. Ως αποτέλεσμα, οι διακυμάνσεις των ηλεκτρικών ρεύματος προκύπτουν στο κύκλωμα, τα οποία συνεχίζονται μέχρις ότου η ενέργεια που είναι αποθηκευμένη από τον πυκνωτή δεν δαπανώνται για την υπέρβαση της αντίστασης των αγωγών κυκλώματος.

Ηλεκτρικές ταλαντώσεις ενθουσιασμένοι στο φορτίο κυκλώματος του πυκνωτή, δωρεάν και κατά συνέπεια σε Sprues. Έχοντας φορτιστεί ξανά ο πυκνωτής, στο κύκλωμα μπορεί να ενθουσιαστεί μια νέα σειρά πλωτών ταλαντώσεων.

Συνδεθείτε με την μπαταρία 3336L ηλεκτρομαγνητικά ακουστικά. Τη στιγμή του κυκλώματος, ένας ήχος που μοιάζει με ένα κλικ θα εμφανιστεί στα τηλέφωνα. Το ίδιο κλικ ακούγεται κατά τη στιγμή της αποσύνδεσης των τηλεφώνων από την μπαταρία. Φορτίζεται από αυτόν τον πυκνωτή χαρτιού μπαταρίας είναι δυνατή μεγαλύτερη δεξαμενή, και στη συνέχεια, απενεργοποιώντας την μπαταρία, συνδέστε τα ίδια τηλέφωνα σε αυτό. Στα τηλέφωνα θα ακούσετε ένα σύντομο ήχο χαμηλού τόνου. Αλλά κατά τη στιγμή της απενεργοποίησης των τηλεφώνων από τον συμπυκνωτή, δεν θα υπάρχει κανικός ήχος.

Στο πρώτο από αυτά τα πειράματα, τα κλικ στα τηλέφωνα είναι συνέπεια μιας ενιαίας ταλάντωσης των μεμβρανών τους όταν αλλάζουν τη δύναμη των μαγνητικών πεδίων των πηνίων των ηλεκτρομαγνητικών τηλεφώνων στις στιγμές εμφάνισης και εξαφάνιση του ρεύματος σε αυτά. Στο δεύτερο πείραμα, ο ήχος στα τηλέφωνα είναι διακυμάνσεις στις μεμβράνες τους υπό τη δράση των μεταβλητών μαγνητικών πεδίων των πηνίων τηλεφώνων. Δημιουργούνται από μια σύντομη ουρά της προσπάθειας που ενθουσιάζουν ταλαντώσεις πολύ χαμηλής συχνότητας. Αυτό το κύκλωμα μετά τη σύνδεση του φορτισμένου συμπυκνωτή.

Η δική της συχνότητα ηλεκτρικών ταλαντώσεων στο κύκλωμα εξαρτάται από την επαγωγή του πηνίου και της χωρητικότητας του συμπυκνωτή. Αυτό που είναι περισσότερο, όσο χαμηλότερη είναι η συχνότητα των ταλαντώσεων στο κύκλωμα και, αντίθετα, από ό, τι λιγότερο, τόσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα των ταλαντώσεων στο κύκλωμα. Με την αλλαγή της επαγωγής (αριθμός στροφών) του πηνίου και της χωρητικότητας του πυκνωτή, μπορεί να αλλάξει ευρέως τη συχνότητα των δικών ηλεκτρικών ταλαντώσεων στο κύκλωμα.

Έτσι, οι αναγκαστικές ταλαντώσεις στο κύκλωμα είναι ανεπιτυχείς, το περίγραμμα στο ρυθμό με διακυμάνσεις σε αυτό είναι απαραίτητο να αναπληρώσει πρόσθετη ενέργεια. Για το κύκλωμα λήψης, η πηγή αυτής της ενέργειας μπορεί να είναι ηλεκτρικές δονήσεις υψηλής συχνότητας που προκαλούνται από ραδιοκύματα στην κεραία ραδιοφώνου.

Περιγράμματα στη ρεσεψιόν. Εάν συνδέσετε μια κεραία, γείωση και αλυσίδα στο ταλαντωτικό περίγραμμα, αποτελούμενο από τη δίοδο που εκτελεί το ρόλο του ανιχνευτή και τα τηλέφωνα, τότε ο απλούστερος ραδιοφωνικός ανιχνευτής (Εικ. 24).

Για το ταλαντωτικό κύκλωμα ενός τέτοιου δέκτη, χρησιμοποιήστε τον επαγωγέα της επαγωγικής, το οποίο έχει τραυματιστεί από εσάς στο πέρασμα του τρίτου εργαστηρίου. Μεταβλητή χωρητικότητα συμπυκνωτή (ΣΟΛ.2) Για ομαλή και. Η ακριβής ρύθμιση του περιγράμματος στη συχνότητα του ραδιοφωνικού σταθμού είναι κατασκευασμένη από δύο πλάκες κασσιτέρου, έχοντας συγκολλήσει τους αγωγούς σε αυτά. Μεταξύ των πλακών, έτσι ώστε να μην κλείνουν, βάζουν ένα φύλλο ξηρών πεζοδρομίων ή εφημερίδων. Η ικανότητα ενός τέτοιου πυκνωτή θα είναι τόσο μεγαλύτερη όσο μεγαλύτερη είναι η περιοχή της αμοιβαίας επικάλυψης των πλακών και η λιγότερη απόσταση μεταξύ τους. Κατά τη διάρκεια του μεγέθους των πλακών 150x250 mm και η απόσταση μεταξύ τους, ίσα με το πάχος του χαρτιού, η μεγαλύτερη δεξαμενή του ενός συμπυκνωτή μπορεί να είναι 400 ... 450 pf, το οποίο είναι αρκετά κατάλληλο και το μικρότερο από μερικά picofrades. Κεραία-tomanka (W.1) Μπορεί να εξυπηρετήσει καλά απομονωμένο από το έδαφος και από τα τοιχώματα του κτιρίου του μήκους σύρματος 10 ... 15 μ., Αναρτημένο σε υψόμετρο 10 ... 12 μ. Για το έδαφος, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα μεταλλικό πείρο, οδηγείται το έδαφος, σωλήνα νερού σωλήνα ή κεντρική θέρμανση, η οποία μπορεί να κυβερνήσει Καλή επαφή Με γη.

Ο ρόλος του ανιχνευτή (Vi) Μπορεί να εκτελέσει μια δίοδο σημείου, για παράδειγμα, μια σειρά D9 ή D2 με οποιοδήποτε δείκτη επιστολής. ΣΕ 1 - ηλεκτρομαγνητικά ακουστικά, υψηλό Ohm (με πηνία αντοχής ηλεκτρομαγνητών dc 1500 ... 2200 ohms), για παράδειγμα, τύπου τόνος-1. Παράλληλα τηλέφωνα Συμπυκνωτής βύσματος (Sz)Με χωρητικότητα 3300 ... 6200 PF.

Όλες οι συνδέσεις πρέπει να είναι ηλεκτρικά αξιόπιστες. Καλύτερα αν είναι εγγεγραμμένα. Λόγω της κακής επαφής σε οποιαδήποτε από τις συνδέσεις, ο δέκτης δεν θα λειτουργήσει. Ο δέκτης δεν θα λειτουργήσει σε περίπτωση που θα υπάρξει Βραχυκύκλωμα ή εσφαλμένες συνδέσεις.

Ρύθμιση του κυκλώματος του δέκτη στη συχνότητα του ραδιοφωνικού σταθμού: χονδροειδής - με αλλαγή άλματος-ανακίνησης του αριθμού των στροφών των πηνίων που περιλαμβάνονται στο περίγραμμα (στο σχήμα 24 δείχνει τη γραμμή Troch με το βέλος). Plalling και ακριβής - αλλαγή της χωρητικότητας του πυκνωτή με αντιστάθμιση από μία από τις πλάκες του σε σχέση με το άλλο. Εάν στην πόλη, την περιοχή ή τις περιοχές όπου ζείτε, ο ραδιοφωνικός σταθμός μακράς κυμάτων εργάζεται (735.3 ... 2000 m, ο οποίος αντιστοιχεί στις συχνότητες 408 ... 150 khz), στη συνέχεια στο περίγραμμα, γυρίστε όλα τα Οι στροφές του πηνίου και αν ο σταθμός μέσης-Ράπα (186,9 ... 571,4 m, ο οποίος προχωρεί τις συχνότητες των 1,608 MHz. »525 kHz), τότε μόνο μέρος των στροφών του.

Με ταυτόχρονη ακρόαση των γρανάζια δύο ραδιοφωνικών σταθμών περιλαμβάνουν μεταξύ της κεραίας και του πυκνωτή περιγράμματος με χωρητικότητα 62 ... 82 pf (στο Σχ. 24, ο συμπυκνωτής C1 που εμφανίζεται από τις γραμμές παύσης). Από αυτό, ο όγκος των ήχων των τηλεφώνων θα μειωθεί ελαφρώς, αλλά η επιλεκτικότητα (επιλεκτικότητα) του δέκτη, δηλαδή ο ακτίνας του θα εξαφανιστεί από τους παρεμβαλλόμενους σταθμούς, βελτιώνεται.

Πώς λειτουργεί ένας τέτοιος δέκτης γενικά; Οι διαμορφωμένες διακυμάνσεις υψηλής συχνότητας που προκαλείται σύρμα κεραίας με ραδιοκύματα πολλών σταθμών είναι ενθουσιασμένοι στο κύκλωμα του δέκτη, το οποίο περιλαμβάνει την ίδια την κεραία, τις δονήσεις διαφορετικών συχνοτήτων και τα πλάτη. Στο κύκλωμα, θα προκύψουν οι ισχυρότερες ταλαντώσεις μόνο της συχνότητας στην οποία διαμορφώνεται με συντονισμό. Οι ταλαντώσεις όλων των άλλων συχνοτήτων του περιγράμματος χαλαρώνουν. Το καλύτερο (kinder) contour, το σαφέστερο υπογραμμίζει τις ταλαντώσεις που αντιστοιχούν στις διακυμάνσεις της δικής της συχνότητας και περισσότερο από το πλάτος τους.

Ο ανιχνευτής είναι επίσης ένα σημαντικό στοιχείο του δέκτη. Διαθέτοντας μονόπλευρη τρέχουσα αγωγιμότητα, ισιώνει ότι οι ταλαντωμένες ταλαντώσεις υψηλής συχνότητας που εισέρχονται από ένα ταλαντευόμενο κύκλωμα, μετασχηματίζοντας τους χαμηλό, δηλαδή ο ήχος, οι συχνοτήτων που μετατρέπονται τα τηλέφωνα που μετατρέπονται σε ηχητικές ταλαντώσεις.

Πυκνωτής Sz,Συνδεδεμένα παράλληλα τηλέφωνα - Βοηθητικό στοιχείο του δέκτη: εξομάλυνση του παλμού του ρεύματος που ισιώνεται από τον ανιχνευτή, βελτιώνει τις συνθήκες εργασίας των τηλεφώνων.

Περάστε μερικά πειράματα.

1. Ρύθμιση του δέκτη στον ραδιοφωνικό σταθμό, εισαγάγετε το παχύ καρφί μέσα στο πηνίο μέσα, και στη συνέχεια ο σωστός πυκνωτής κυκλώματος για να αποκαταστήσει την προηγούμενη ένταση των τηλεφώνων.

2. Κάντε το ίδιο, αλλά αντί να καρφώσετε, πάρτε ένα χαλκό ή ορειχάλκινο ράβδο.

3. Συνδεθείτε στο πηνίο περιγράμματος αντί για έναν συμπυκνωτή μεταβλητής χωρητικότητας Ένας τέτοιος πυκνωτής σταθερής χωρητικότητας (επιλέξτε έναν πειραματό τρόπο) έτσι ώστε ο δέκτης να συντονιστεί στη συχνότητα του τοπικού σταθμού.

Θυμηθείτε τα τελικά αποτελέσματα αυτών των πειραμάτων. Παρουσιάζοντας το πηνίο του μεταλλικού πυρήνα, φυσικά, παρατηρήσατε ότι οι δικές σας συχνότητες κυκλώματος αλλάζουν: ο χάλυβας πυρήνας μειώνει τη δική του συχνότητα ταλάντωσης στο κύκλωμα και ο χαλκός ή ο ορείχαλκος, αντίθετα, αυξάνεται. Είναι δυνατόν να κρίνουμε αυτό από το γεγονός ότι στην πρώτη περίπτωση, για να προσαρμόσει το περίγραμμα στα σήματα του ίδιου σταθμού, ο πυκνωτής περίγραμμα έπρεπε να μειωθεί και στη δεύτερη αύξηση.

Πηνίο περιγράμματος με πυρήνα υψηλής συχνότητας. Η συντριπτική πλειοψηφία των πηνίων περιγράμματος των σύγχρονων δέκτη έχει υψηλή συχνότητα, συνήθως φερρίτη, πυρήνες με τη μορφή ράβδων, κύπελλα ή δαχτυλίδια. Οι ράβδοι Ferrite, επιπλέον, είναι υποχρεωτικά στοιχεία των εσωτερικών κυκλωμάτων όλων των φορητών και λεγόμενων δεκτών "τσέπης".

Ο πυρήνας υψηλής συχνότητας φαίνεται να "πυκνώνει" τη γραμμή του μαγνητικού πεδίου του πηνίου, αυξάνοντας την επαγωγή και την καλοσύνη του. Ο κινητήριος πυρήνας, επιπλέον, σας επιτρέπει να ρυθμίσετε την επαγωγή του πηνίου, η οποία χρησιμοποιείται για να ρυθμίσει τα περιγράμματα σε μια καθορισμένη συχνότητα και μερικές φορές ομοιόμορφα προσαρμόζει τα περιγράμματα στη συχνότητα των ραδιοφωνικών σταθμών. Με τη σειρά του πειράματος, κάντε έναν δέκτη με ένα ταλαντωτικό περίγραμμα, προσαρμόσιμα σφραγίδες φερρίτη 400NH ή 600NH με μήκος 120 ... 150 mm (Εικ. 25). Τέτοιες ράβδοι χρησιμοποιούνται για μαγνητικές κεραίες δεκτών τρανζίστορ. Από τη λωρίδα χαρτιού, τυλιγμένη στη ράβδο 3 ... 4 φορές, οι αρθρώσεις και καλά στεγνώστε το μανίκι με μήκος 80 ... 90 mm. Μέσα στη ράβδο του μανικιού πρέπει να είναι δωρεάν. Κόψτε από χαρτόνι 9 ... 10 δαχτυλίδια και κολλήστε τα στο μανίκι σε απόσταση 6 ... 7 mm από το ένα το άλλο. Στις προκύπτουσες κατανεμημένες εισόδους πλαισίου 300 ... 350 στροφές του LVRA Lrow, Pal ή Palsho 0,2 ... 0,25, που το τοποθετώντας σε 35 ... 40 στροφές σε κάθε τμήμα. Από 35 ... 40th - και από 75 ... 80η στροφές κάνουν δύο απομάκρυνσες με τη μορφή βρόχων για να μπορέσουν να αλλάξουν τον αριθμό των στροφών του πηνίου που περιλαμβάνονται στο περίγραμμα.

Συνδεθείτε με την κεραία πηνίου, ο ανιχνευτής γείωσης και αλυσίδας - τηλέφωνα. Όσο περισσότερες στροφές του πηνίου για να συμμετάσχουν στο περίγραμμα και βαθύτερο το πηνίο, η ράβδος φερρίτη θα εισαχθεί στο πηνίο, ο δέκτης μπορεί να διαμορφωθεί σε ένα μεγάλο μήκος κύματος.

Ο δέκτης ανιχνευτή λειτουργεί αποκλειστικά χάρη στην ηλεκτρομαγνητική ενέργεια που εκπέμπεται από τον πομπό ραδιοφωνικού σταθμού κεραίας. Επομένως, τα τηλέφωνα ακούγονται ήσυχα. Για να αυξήσετε τον όγκο της απόδοσης του δέκτη ανιχνευτή, είναι απαραίτητο να προσθέσετε έναν ενισχυτή σε αυτό, για παράδειγμα τρανζίστορ.

Λογοτεχνία: Borisov V. G. Εργαστήριο ενός αρχαίου ραδιοφωνικού ερωτευμένου. Cer., Πίσω. και προσθέστε. - Μ.: Dosaaf, 1984. 144 σελ., IL. 55k.

• Ηλεκτρομαγνητικές ταλαντώσεις - Αυτές είναι περιοδικές αλλαγές με το χρόνο των ηλεκτρικών και μαγνητικών τιμών στο ηλεκτρικό κύκλωμα.

• Ελεύθερος καλούνται ταλαντώσειςπου συμβαίνουν σε ένα κλειστό σύστημα λόγω της απόκλισης αυτού του συστήματος στην κατάσταση σταθερής ισορροπίας.

Με ταλαντώσεις, υπάρχει μια συνεχής διαδικασία μετατροπής της ενέργειας του συστήματος από τη μία μορφή στην άλλη. Στην περίπτωση ταλαντώσεων του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου, η ανταλλαγή μπορεί να μεταβεί μόνο μεταξύ του ηλεκτρικού και μαγνητικού συστατικού αυτού του πεδίου. Το απλούστερο σύστημα όπου μπορεί να συμβεί αυτή η διαδικασία είναι ταλαντευόμενο περίγραμμα.

• Τέλειο ταλαντωτικό περίγραμμα (Lc-contour) - ηλεκτρικό κύκλωμαπου αποτελείται από επαγωγή πηνίου ΜΕΓΑΛΟ. και χωρητικότητα πυκνωτή ΝΤΟ..

Σε αντίθεση με ένα πραγματικό ταλαντωτικό κύκλωμα, το οποίο έχει ηλεκτρική αντίσταση R.Η ηλεκτρική αντίσταση του ιδανικού περιγράμματος είναι πάντα ίση με το μηδέν. Κατά συνέπεια, το τέλειο ταλαντευόμενο κύκλωμα είναι ένα απλοποιημένο μοντέλο ενός πραγματικού κυκλώματος.

Το σχήμα 1 δείχνει το σχήμα ενός ιδανικού ταλαντευόμενου κυκλώματος.

Ενεργειακό περίγραμμα

Πλήρης ενέργεια του ταλαντευόμενου κυκλώματος

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

Οπου W Ε. - την ενέργεια του ηλεκτρικού πεδίου του ταλαντωτικού κυκλώματος αυτή τη στιγμή, ΑΠΟ - ηλεκτρική χωρητικότητα του πυκνωτή, u. - τιμή τάσης στον συμπυκνωτή σε δεδομένη στιγμή, q. - την αξία της χρέωσης του πυκνωτή αυτή τη στιγμή, W m. - την ενέργεια του μαγνητικού πεδίου του ταλαντωτικού κυκλώματος αυτή τη στιγμή, ΜΕΓΑΛΟ. - Επαγωγή του πηνίου, ΕΓΩ. - Τρέχουσα αντοχή στο πηνίο αυτή τη στιγμή.

Διαδικασίες στο ταλαντευόμενο κύκλωμα

Εξετάστε τις διαδικασίες που εμφανίζονται στο ταλαντευόμενο κύκλωμα.

Για να αφαιρέσετε το περίγραμμα από τη θέση ισορροπίας Φορτίστε τον πυκνωτή έτσι ώστε να χρεώνονται στις πλάκες του Q m. (Εικ. 2, Θέση 1 ). Λαμβάνοντας υπόψη την εξίσωση \\ (U_ (m) \u003d \\ dfrac (q_ (m)) (c) \\) βρίσκουμε την τιμή τάσης στον συμπυκνωτή. Το ρεύμα στην αλυσίδα σε αυτό το σημείο δεν είναι, δηλ. ΕΓΩ. = 0.

Μετά το κλείσιμο του κλειδιού κάτω από τη δράση του ηλεκτρικού πεδίου του συμπυκνωτή στην αλυσίδα θα εμφανιστεί ηλεκτρική ενέργεια, Δύναμη tok ΕΓΩ. που θα αυξηθεί με την πάροδο του χρόνου. Ο πυκνωτής θα αρχίσει να εκφορτώνει αυτή τη στιγμή, επειδή Τα ηλεκτρόνια, η δημιουργία ενός ρεύματος, (υπενθυμίζει ότι η κατεύθυνση του ρεύματος λαμβάνεται από την κατεύθυνση της κίνησης των θετικών χρεώσεων) αφήνεται με ένα αρνητικό σφιγκτήρα συμπυκνωτή και να έρθει σε θετικό (βλ. Εικ. 2, θέση 2 ). Μαζί με τη χρέωση q. θα μειωθεί και η τάση u. \\ (\\ αριστερά (u \u003d \\ dfrac (q) (c) \\ rework). \\] Με μια αύξηση της ισχύουσας ισχύος μέσω του πηνίου, θα προκύψει αυτο-επαγωγή, η οποία εμποδίζει την αλλαγή στην τρέχουσα αντοχή. Ως αποτέλεσμα, το ρεύμα του ρεύματος στο ταλαντευόμενο κύκλωμα θα αυξηθεί από το μηδέν έως κάποια μέγιστη τιμή που δεν είναι άμεσα αμέσως, αλλά για ορισμένο χρονικό διάστημα που καθορίζεται από την επαγωγή του πηνίου.

Φορτίο πυκνωτή q. μειώνεται και σε κάποιο χρονικό σημείο γίνεται μηδέν ( q. = 0, u. \u003d 0), το ρεύμα του ρεύματος στο πηνίο θα φτάσει σε κάποια αξία Εγώ. (βλ. Εικ. 2, Θέση 3 ).

Χωρίς το ηλεκτρικό πεδίο του συμπυκνωτή (και της αντίστασης), τα ηλεκτρόνια που δημιουργούν το ρεύμα συνεχίζουν την κίνηση αδράνειας. Ταυτόχρονα, τα ηλεκτρόνια έρχονται σε μια ουδέτερη έκθεση Clamp Clamp σε αυτό αρνητικό φορτίο, τα ηλεκτρόνια αφήνουν ουδέτερα την θετική τους χρέωση. Ο συμπυκνωτής αρχίζει να εμφανίζεται q. (και τάση u.), αλλά το αντίθετο σημάδι, δηλ. Επαναφορτίζει συμπυκνωτή. Τώρα το νέο ηλεκτρικό πεδίο του πυκνωτή εμποδίζει την κίνηση της ηλεκτρονικής κίνησης, έτσι το ρεύμα ΕΓΩ. Ξεκινά το διάταγμα (βλ. Εικ. 2, θέση 4 ). Και πάλι, αυτό δεν συμβαίνει αμέσως, δεδομένου ότι τώρα η αυτο-επαγωγή EMF επιδιώκει να αντισταθμίσει τη μείωση της τρέχουσας και "υποστηρίζει" το. Και την αξία του ρεύματος Εγώ. (έγκυος 3 ) Αποδεικνύεται Μέγιστη τιμή τρέχουσας στο κύκλωμα.

Και πάλι κάτω από τη δράση του ηλεκτρικού πεδίου του πυκνωτή στο κύκλωμα, θα εμφανιστεί ένα ηλεκτρικό ρεύμα, αλλά κατευθύνεται προς την αντίθετη κατεύθυνση, το ρεύμα ΕΓΩ. που θα αυξηθεί με την πάροδο του χρόνου. Και ο συμπυκνωτής αυτή τη στιγμή θα αποφορτιστεί (βλέπε σχήμα 2, θέση 6 ) στο μηδέν (βλ. Εικ. 2, Θέση 7 ). Και τα λοιπά.

Ως χρέωση στον συμπυκνωτή q. (και τάση u.) Καθορίζει την ενέργεια του ηλεκτρικού πεδίου W Ε. \\ (\\ αριστερά (w_ (e) \u003d \\ dfrac (q ^ (2)) (2c) \u003d \\ dfrac (C ^ (2)) (2) \\ Right), \\) και τρέχουσα ισχύς στο πηνίο ΕΓΩ. - ενέργεια μαγνητικού πεδίου Wm. \\ (\\ αριστερά (w_ (m) \u003d \\ dfrac (l \\ cdot i ^ (2)) (2), μαζί με τις αλλαγές που ευθύνονται, η τάση και το ρεύμα, θα αλλάξουν και η ενέργεια.

Ορισμός στον πίνακα:

\\ (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), \\; \\ \u003d \\ Dfrac (l \\ cdot i_ (6) ^ (2)) (2). \\)

Η συνολική ενέργεια του τέλειου ταλαντωτικού κυκλώματος διατηρείται με την πάροδο του χρόνου, καθώς έχει απώλειες ενέργειας (χωρίς αντίσταση). Επειτα

\\ (W \u003d w_ (e \\, \\ max) \u003d w_ (m \\ max) \u003d w_ (e2) + w_ (m2) \u003d w_ (e4) + w_ (m4) \u003d ...]

Έτσι, σε τέλεια Lc- Η Concept θα συμβεί περιοδικές αλλαγές στις τρέχουσες τιμές ΕΓΩ., χρέωση q. και τάση u., Επιπλέον, η συνολική ενέργεια του κυκλώματος θα παραμείνει σταθερή. Σε αυτή την περίπτωση, λένε ότι το περίγραμμα προέκυψε Δωρεάν ηλεκτρομαγνητικές ταλαντές.

• Δωρεάν ηλεκτρομαγνητικές ταλαντές Στο κύκλωμα, αυτές είναι περιοδικές αλλαγές στο φορτίο στις πλάκες συμπυκνωτή, η ισχύς ρεύματος και τάσης στο κύκλωμα, που εμφανίζονται χωρίς κατανάλωση ενέργειας από εξωτερικές πηγές.

Έτσι, η εμφάνιση ελεύθερων ηλεκτρομαγνητικών ταλαντώσεων στο κύκλωμα οφείλεται στην επαναφόρτιση του πυκνωτή και την εμφάνιση του EMF αυτο-επαγωγής στο πηνίο, το οποίο "παρέχει" αυτή την επαναφόρτιση. Σημειώστε ότι η χρέωση του πυκνωτή q. και την τρέχουσα ισχύ στο πηνίο ΕΓΩ. να φτάσουν τις μέγιστες τιμές τους Q m. και Εγώ. σε διάφορα χρονικά σημεία.

Δωρεάν ηλεκτρομαγνητικές ταλαντώσεις στο κύκλωμα εμφανίζονται από αρμονικό νόμο:

\\ (Q \u003d Q_ (m) \\ cdot \\ cos \\ αριστερά (\\ \\ \\ \\ \\ cdot t + + varphi _ (1) \\ σωστά), \\ \\; \\ \\; u \u003d u_ (m) \\ cdot \\ cos \\ (\\ Omega \\ CDOT T + \\ Varphi _ (1) \\ Right), \\; \\; \\; i \u003d i_ (\\ m) \\ cdot \\ cos \\ αριστερά (\\ \\ \\ \\ cdot t + + + + + + + + + + + + + \\ varphi _ (2) \\ ). \\)

Το μικρότερο χρονικό διάστημα κατά το οποίο LcΤο σύστημα επιστρέφει στην αρχική του κατάσταση (στην αρχική τιμή της χρέωσης αυτού του καλύμματος), ονομάζεται περίοδος ελεύθερης (δικού) ηλεκτρομαγνητικών ταλαντώσεων στο κύκλωμα.

Περίοδο ελεύθερων ηλεκτρομαγνητικών ταλαντώσεων στο LcΤο σύστημα καθορίζεται από τον τύπο Thomson:

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

Τα δομή της άποψης της μηχανικής αναλογίας, το τέλειο ταλαντωτικό περιγράμμα του εαρινού εκκρεμούς χωρίς τριβή, και το πραγματικό - με τριβή. Πάνω από τον ιερέα των διακυμάνσεων της δύναμης τριβής στο εκκρεμές της άνοιξης ξεθωριάζει με την πάροδο του χρόνου.

* Συμπέρασμα της Formula Thomson

Δεδομένου ότι η πλήρης ενέργεια είναι τέλεια Lc-Προσθήκη ίση με το άθροισμα της ενέργειας του ηλεκτροστατικού πεδίου του πυκνωτή και διατηρείται το μαγνητικό πεδίο του πηνίου, τότε οποιαδήποτε στιγμή η ισότητα είναι σωστή

\\ (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). \\)

Λαμβάνουμε την εξίσωση ταλάντωσης στο Lc-Το σύστημα, χρησιμοποιώντας το νόμο της εξοικονόμησης ενέργειας. Αγανακτισμένα από την έκφραση για τη συνολική του ενέργεια εγκαίρως, δεδομένου του γεγονότος ότι

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

Λαμβάνουμε μια εξίσωση που περιγράφει δωρεάν ταλαντώσεις στο τέλειο κύκλωμα:

\\ (\\ Αριστερά (\\ dfrac (Q ^ (2)) (2c) + \\ dfrac (L \\ CDOT I ^ (2)) (2) \\ Δεξιά) ^ ((")) \u003d \\ DFRAC (Q) (C ) \\ cdot q "+ l \\ cdot i \\ 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. \\ )

Το κτύπημα στη φόρμα:

\\ (Q "" + \\ Omega ^ (2) \\ CDOT Q \u003d 0, \\)

Παρατηρούμε ότι αυτή είναι η εξίσωση των αρμονικών ταλαντώσεων με κυκλική συχνότητα

\\ (\\ Omega \u003d \\ Dfrac (1) (\\ SQRT (L \\ CDOT C)). \\)

Κατά συνέπεια, η περίοδος των εξεταζόμενων δονήσεων

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

Βιβλιογραφία

1. Zhilko, V.V. Φυσική: Μελέτες. Εγχειρίδιο για τον γενικό σχηματισμό βαθμού 11. shk. με τον Rus. Yaz. Μάθηση / v.v. Zhilko, L.G. Markovich. - Μινσκ: Ντα. Asveta, 2009. - P. 39-43.