Transcript 5. Електромагнітні коливання.
Електромагнітні коливання
Одночасні періодичні зміни пов’язаних між собою електричного і магнітного полів називається електромагнітними коливаннями.
Електричним коливальним контуром називається електричне коло, складене з конденсатора С і котушки L.
Вільні електромагнітні коливання (здійснюються без впливу зовнішньої сили).
Власні коливання є затухаючими (амплітуда їх з часом зменшується). Причина: енергія струму перетворюється у внутрішню енергію проводів і йде на випромінювання електромагнітних хвиль.
Перетворення енергії в коливальному контурі
Електричний заряд під час вільних коливань змінюються з часом за законом косинуса (або синуса) Томсона) q=q max контурі (формула cosωt Період вільних коливань у T=2π√LC Амплітудою гармонічних коливань називається модуль найбільшого значення коливної величини.
Фаза коливань визначає стан коливального процесу в коливальному контурі в будь-який момент часу.
У коливальному контурі заряд, сила струму і напруга змінюються за гармонічним законом: q=q max cosωt
і
= I max cos( ωt + π/2)
u
= U max cosωt
Затухаючі електромагнітні коливання. Автоколивання
Системи, в яких генеруються незатухаючі коливання за рахунок надходження енергії від джерела в середині системи, називаються автоколивальними.
Незатухаючі коливання, існуючі в системі без впливу на неї зовнішніх періодичних сил називаються автоколивальними.
Змінний електричний струм
Змінним струмом називається будь який струм, який змінюється в часі.
У промислових колах змінного струму сила струму і напруга змінюються гармонічно з частотою 50 Гц.
u
= U max cosωt
i
= I max sin( ωt + φ)
Діючі значення сили змінного струму дорівнює силі такого постійного струму, який виділить у провіднику таку саму кількість теплоти, що й змінний струм за той самий час.
i = I max /√2 u = U max /√2
Резонанс в електричному колі
Резонансом в електричному коливальному контурі називається явище різкого зростання амплітуди вимушених коливань сили струму, коли частота зовнішньої змінної напруги збігається з власною частотою коливального контуру.
ω = 1/√LC = ω 0 Резонанс виражений тим чіткіше, чим менший активний опір R.
Трансформатор
Це пристрій, який застосовують для підвищення або зниження змінної напруги.
Коефіцієнт трансформації – величина, що дорівнює відношенню напруг у первинній і вторинній обмотках трансформатора.
K = U 1 /U 2 = ε 1 /ε 2 = n 1 /n 2