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