किसी भी अल्टरनेटर की ऑपरेटिंग आवृत्ति निर्धारित करने वाला मुख्य उपकरण एक ऑसिलेटरी सर्किट है। ऑसिलेटरी सर्किट (चित्र 1) में एक प्रारंभ करनेवाला होता है ली(आदर्श स्थिति पर विचार करें जब कुंडल का कोई ओमिक प्रतिरोध न हो) और संधारित्र सीऔर बंद कहा जाता है। किसी कुण्डली की विशेषता उसका अधिष्ठापन है, इसे निरूपित किया जाता है लीऔर हेनरी (एच) में मापा जाता है, संधारित्र समाई द्वारा विशेषता है सी, जिसे फैराड (एफ) में मापा जाता है।

मान लीजिए कि संधारित्र को प्रारंभिक क्षण में आवेशित किया जाता है (चित्र 1) ताकि इसकी एक प्लेट पर + . आवेश हो क्यू 0 , और दूसरे पर - चार्ज - क्यू 0. इस मामले में, संधारित्र की प्लेटों के बीच एक विद्युत क्षेत्र बनता है, जिसमें ऊर्जा होती है

संधारित्र प्लेटों में आयाम (अधिकतम) वोल्टेज या संभावित अंतर कहां है।

सर्किट बंद होने के बाद, संधारित्र निर्वहन करना शुरू कर देता है और एक विद्युत प्रवाह सर्किट (छवि 2) के माध्यम से प्रवाहित होगा, जिसका मान शून्य से अधिकतम मान तक बढ़ जाता है। चूंकि परिपथ में एक प्रत्यावर्ती धारा प्रवाहित होती है, इसलिए कुंडली में स्व-प्रेरण का एक EMF प्रेरित होता है, जो संधारित्र को निर्वहन से रोकता है। इसलिए, संधारित्र के निर्वहन की प्रक्रिया तुरंत नहीं, बल्कि धीरे-धीरे होती है। समय के प्रत्येक क्षण में, संधारित्र प्लेटों के बीच संभावित अंतर

(एक निश्चित समय में संधारित्र का आवेश कहाँ होता है) कुंडल पर संभावित अंतर के बराबर होता है, अर्थात। स्व-प्रेरण ईएमएफ के बराबर

चित्र एक	रेखा चित्र नम्बर 2

जब कैपेसिटर पूरी तरह से डिस्चार्ज हो जाता है और कॉइल में करंट अपने अधिकतम मान (चित्र 3) तक पहुंच जाएगा। इस समय कुंडल के चुंबकीय क्षेत्र का प्रेरण भी अधिकतम होता है, और चुंबकीय क्षेत्र की ऊर्जा बराबर होगी

फिर वर्तमान ताकत कम होने लगती है, और संधारित्र प्लेटों पर चार्ज जमा हो जाएगा (चित्र 4)। जब करंट घटकर शून्य हो जाता है, तो संधारित्र का आवेश अपने अधिकतम मान तक पहुँच जाता है। क्यू 0, लेकिन प्लेट, जो पहले धनात्मक रूप से आवेशित थी, अब ऋणात्मक आवेशित होगी (चित्र 5)। फिर संधारित्र फिर से निर्वहन करना शुरू कर देता है, और सर्किट में धारा विपरीत दिशा में प्रवाहित होगी।

तो संधारित्र की एक प्लेट से दूसरी प्लेट में प्रारंभ करनेवाला के माध्यम से बहने वाले चार्ज की प्रक्रिया बार-बार दोहराई जाती है। वे कहते हैं कि सर्किट में होते हैं विद्युत चुम्बकीय दोलन. यह प्रक्रिया न केवल संधारित्र पर आवेश और वोल्टेज के परिमाण में उतार-चढ़ाव, कुंडल में वर्तमान ताकत के साथ जुड़ी हुई है, बल्कि विद्युत क्षेत्र से चुंबकीय क्षेत्र और इसके विपरीत ऊर्जा के हस्तांतरण के साथ भी जुड़ी हुई है।

अंजीर.3	चित्र 4

संधारित्र को अधिकतम वोल्टेज पर रिचार्ज करना तभी होगा जब ऑसिलेटरी सर्किट में कोई ऊर्जा हानि न हो। ऐसे सर्किट को आदर्श कहा जाता है।

वास्तविक परिपथों में, निम्नलिखित ऊर्जा हानियाँ होती हैं:

1) ऊष्मा हानि, क्योंकि आर ¹ 0;

2) संधारित्र ढांकता हुआ में नुकसान;

3) कुंडल कोर में हिस्टैरिसीस नुकसान;

4) विकिरण हानि, आदि। यदि हम इन ऊर्जा हानियों की उपेक्षा करते हैं, तो हम इसे लिख सकते हैं, अर्थात्।

एक आदर्श दोलन सर्किट में होने वाले दोलन जिसमें यह स्थिति संतुष्ट होती है, कहलाती है नि: शुल्क, या अपना, समोच्च के दोलन।

इस मामले में, वोल्टेज यू(और चार्ज क्यू) संधारित्र पर हार्मोनिक कानून के अनुसार बदलता रहता है:

जहां n ऑसिलेटरी सर्किट की प्राकृतिक आवृत्ति है, w 0 = 2pn ऑसिलेटरी सर्किट की प्राकृतिक (गोलाकार) आवृत्ति है। सर्किट में विद्युत चुम्बकीय दोलनों की आवृत्ति के रूप में परिभाषित किया गया है

अवधि टी- वह समय जिसके दौरान संधारित्र में वोल्टेज का एक पूर्ण दोलन और सर्किट में करंट होता है, निर्धारित किया जाता है थॉमसन का सूत्र

सर्किट में वर्तमान ताकत भी हार्मोनिक कानून के अनुसार बदलती है, लेकिन चरण में वोल्टेज से पीछे रह जाती है। इसलिए, समय पर सर्किट में वर्तमान ताकत की निर्भरता का रूप होगा

चित्रा 6 वोल्टेज परिवर्तन के ग्राफ दिखाता है यूसंधारित्र और धारा पर मैंएक आदर्श ऑसिलेटरी सर्किट के लिए एक कॉइल में।

एक वास्तविक परिपथ में, प्रत्येक दोलन के साथ ऊर्जा घटती जाएगी। संधारित्र पर वोल्टेज के आयाम और सर्किट में करंट कम हो जाएगा, ऐसे दोलनों को नम कहा जाता है। इनका उपयोग मास्टर जनरेटर में नहीं किया जा सकता, क्योंकि डिवाइस स्पंदित मोड में सबसे अच्छा काम करेगा।

चित्र 5	चित्र 6

अप्रकाशित दोलनों को प्राप्त करने के लिए, चिकित्सा में उपयोग किए जाने वाले उपकरणों सहित विभिन्न प्रकार के ऑपरेटिंग आवृत्तियों पर ऊर्जा के नुकसान की भरपाई करना आवश्यक है।

पाठ प्रकार: सामग्री के साथ प्राथमिक परिचित और ज्ञान और कौशल के व्यावहारिक अनुप्रयोग का एक पाठ।

पाठ की अवधि: 45 मिनट।

लक्ष्य:

शिक्षाप्रद - इलेक्ट्रोमैग्नेटिक ऑसिलेटरी सर्किट में होने वाली भौतिक प्रक्रियाओं के बारे में ज्ञान को सामान्य और व्यवस्थित करना

सक्रिय शिक्षण विधियों का उपयोग करके नई सामग्री को आत्मसात करने के लिए परिस्थितियाँ बनाएँ

शिक्षात्मक मैं- दोलनों के सिद्धांत की सार्वभौमिक प्रकृति को दिखाने के लिए;

शिक्षात्मक - अनुभूति की वैज्ञानिक पद्धति के अनुप्रयोग के आधार पर छात्रों की संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं को विकसित करना: समानता और मॉडलिंग; स्थिति की भविष्यवाणी करना; स्कूली बच्चों के बीच शैक्षिक जानकारी के प्रभावी प्रसंस्करण के तरीकों को विकसित करने के लिए, संचार के गठन को जारी रखने के लिए दक्षताओं।

शिक्षात्मक - प्राकृतिक घटनाओं और दुनिया की एक ही भौतिक तस्वीर के बीच संबंधों के बारे में विचारों के गठन को जारी रखने के लिए

पाठ मकसद:

1. शिक्षात्मक

ü इसकी विशेषताओं पर ऑसिलेटरी सर्किट की अवधि की निर्भरता तैयार करें: समाई और अधिष्ठापन

ü "ऑसिलेटरी सर्किट" पर विशिष्ट समस्याओं को हल करने की तकनीकों का अध्ययन करने के लिए

2. शिक्षात्मक

ü प्रयोग के आधार पर घटनाओं की तुलना करने, निष्कर्ष निकालने और सामान्यीकरण करने के लिए कौशल का निर्माण जारी रखें

ü ज्ञान के आधार पर गुणों और परिघटनाओं का विश्लेषण करने के लिए कौशल के निर्माण पर काम करना।

3. पोषणकर्ता

ü मानव जीवन में प्रयोगात्मक तथ्यों और प्रयोग के महत्व को दर्शाने के लिए।

ü घटनाओं के संज्ञान में तथ्यों के संचय और उनके स्पष्टीकरण के महत्व को प्रकट करता है।

ü छात्रों को आसपास की दुनिया की घटनाओं के संबंध और सशर्तता से परिचित कराना।

टीसीओ:कंप्यूटर, प्रोजेक्टर, आईएडी

प्रारंभिक तैयारी:

- व्यक्तिगत मूल्यांकन पत्रक - 24 टुकड़े

- रूट शीट (रंगीन) - 4 टुकड़े

पाठ का तकनीकी नक्शा:

पाठ चरण	सक्रिय तरीके	आईसीटी समर्थन
1.संगठनात्मक	पाठ का एपिग्राफ	स्लाइड 1,2
2. ज्ञान अद्यतन (पहले अध्ययन की गई सामग्री का सामान्यीकरण - "यांत्रिक और विद्युत चुम्बकीय कंपन" विषय पर सूत्रों के ज्ञान का परीक्षण)	त्रुटि प्राप्त करें! त्रुटियों के साथ सूत्र दिए गए हैं। असाइनमेंट: सही गलतियाँ, फिर पीयर-चेक, स्कोरिंग	स्लाइड #3 स्लाइड #4 स्लाइड नंबर 5
3.गतिविधि प्रेरणा : 11वीं कक्षा के भौतिकी पाठ्यक्रम में इस विषय का अध्ययन क्यों किया जाता है (शिक्षक-थीसिस का शब्द) ऑसिलेटरी सर्किट रेडियो रिसीवर का मुख्य भाग है। रिसीवर का उद्देश्य विभिन्न आवृत्तियों के दोलनों (तरंगों) को प्राप्त करना है। सबसे सरल ऑसिलेटरी सर्किट एक कॉइल और एक कैपेसिटर है जिसमें क्रमशः इंडक्शन और कैपेसिटेंस की विशेषताएं होती हैं। सर्किट की प्राप्त करने की क्षमता कॉइल और कैपेसिटर पर कैसे निर्भर करती है?	कीवर्ड सीएमडी (सामूहिक मानसिक गतिविधि) समूहों के पास 5 मिनट हैं बुद्धिशीलता से इन शब्दों की एक सामान्य व्याख्या दें और सुझाव दें कि वे अगले पाठ में कैसे दिखाई देंगे।	स्लाइड नंबर 6
4. लक्ष्य निर्धारण संधारित्र की धारिता और कुण्डली के अधिष्ठापन पर विद्युतचुम्बकीय दोलकीय परिपथ के आवर्त की निर्भरता ज्ञात कीजिए। समस्याओं को हल करने के लिए सूत्रों का उपयोग करना सीखें।	(मुख्य शब्दों का उपयोग करके लक्ष्य स्वयं छात्रों द्वारा निर्धारित किया जाता है)
5. नए ज्ञान का निर्माण (नई सामग्री सीखते समय छात्रों के अनुभव का उपयोग करना) आप किस अवधि के सूत्र को पहले से जानते हैं? टी = 2π/ω; = 2πν पिछले पाठ में चक्रीय आवृत्ति का कौन-सा सूत्र प्राप्त हुआ था? इन दो सूत्रों को आपस में जोड़ें और वह सूत्र प्राप्त करें जो विक्टोरियन भौतिकी के राजा विलियम थॉमसन ने प्राप्त किया था: लॉर्ड थॉमसन का इतिहास	आभासी प्रयोगशाला (वीडियो प्रयोग) आभासी प्रयोगशाला (इंटरैक्टिव मॉडल) "मोटे" प्रश्न: समझाओ क्यों...? तुम क्यों सोचते हो...? क्या अंतर है …? सोचो क्या होगा अगर...? "सूक्ष्म" प्रश्न: क्या? कहाँ पे? कैसे? कर सकना...? यह होगा …? क्या आप सहमत हैं …? टोकरी - विधि (समूहों में व्यावहारिक स्थिति का विश्लेषण)	स्लाइड #9 स्लाइड #10 स्लाइड 11,12
6. अर्जित ज्ञान का नियंत्रण बोर्ड पर एक समस्या पर चर्चा करें समूहों में, गुणात्मक या गणना समस्या के लिए एक शर्त के साथ आओ, इसे रूट शीट पर लिखें, अगला समूह इस समस्या को हल करता है, स्पीकर बोर्ड पर दिखाता है

थॉमसन सूत्र:

एक आदर्श दोलन सर्किट में विद्युत चुम्बकीय दोलनों की अवधि (अर्थात, ऐसे सर्किट में जहां कोई ऊर्जा हानि नहीं होती है) कुंडल के अधिष्ठापन और संधारित्र की समाई पर निर्भर करता है और 1853 में पहली बार प्राप्त सूत्र के अनुसार पाया जाता है अंग्रेजी वैज्ञानिक विलियम थॉमसन:

आवृत्ति व्युत्क्रमानुपाती निर्भरता = 1/Т द्वारा अवधि से संबंधित है।

व्यावहारिक अनुप्रयोग के लिए, बिना विद्युत चुम्बकीय दोलन प्राप्त करना महत्वपूर्ण है, और इसके लिए नुकसान की भरपाई के लिए बिजली के साथ ऑसिलेटरी सर्किट को फिर से भरना आवश्यक है।

अप्रकाशित विद्युत चुम्बकीय दोलनों को प्राप्त करने के लिए, एक अविच्छिन्न दोलन जनरेटर का उपयोग किया जाता है, जो एक स्व-दोलन प्रणाली का एक उदाहरण है।

नीचे देखें "मजबूर विद्युत कंपन"

सर्किट में मुफ्त विद्युत चुम्बकीय दोलन

एक दोलन सर्किट में ऊर्जा रूपांतरण

ऊपर देखें "दोलन सर्किट"

लूप में प्राकृतिक आवृत्ति

ऊपर देखें "दोलन सर्किट"

जबरन विद्युत दोलन

आरेख उदाहरण जोड़ें

यदि एक सर्किट में जिसमें इंडक्शन एल और कैपेसिटेंस सी शामिल है, तो कैपेसिटर को किसी तरह चार्ज किया जाता है (उदाहरण के लिए, एक शक्ति स्रोत को संक्षेप में जोड़कर), तो इसमें आवधिक नम दोलन होंगे:

यू = उमैक्स पाप (ω0t + φ) ई-αt

ω0 = (सर्किट की प्राकृतिक दोलन आवृत्ति)

अप्रकाशित दोलनों को सुनिश्चित करने के लिए, जनरेटर में आवश्यक रूप से एक तत्व शामिल होना चाहिए जो सर्किट को समय पर बिजली स्रोत से जोड़ने में सक्षम हो - एक कुंजी या एक एम्पलीफायर।

इस स्विच या एम्पलीफायर को केवल सही समय पर खोलने के लिए, सर्किट से एम्पलीफायर के नियंत्रण इनपुट पर प्रतिक्रिया आवश्यक है।

एक एलसी-प्रकार साइनसॉइडल वोल्टेज जनरेटर में तीन मुख्य घटक होने चाहिए:

गुंजयमान सर्किट

एम्पलीफायर या कुंजी (वैक्यूम ट्यूब, ट्रांजिस्टर या अन्य तत्व पर)

प्रतिपुष्टि

ऐसे जनरेटर के संचालन पर विचार करें।

यदि संधारित्र सी को चार्ज किया जाता है और इसे इंडक्शन एल के माध्यम से इस तरह से रिचार्ज किया जाता है कि सर्किट में करंट वामावर्त प्रवाहित होता है, तो ई उस वाइंडिंग में होता है जिसका सर्किट के साथ इंडक्टिव कनेक्शन होता है। d.s., ट्रांजिस्टर T को अवरुद्ध करना। सर्किट को शक्ति स्रोत से काट दिया जाता है।

अगले आधे चक्र में, जब संधारित्र का रिवर्स चार्ज होता है, तो युग्मन वाइंडिंग में एक ईएमएफ प्रेरित होता है। एक और संकेत और ट्रांजिस्टर थोड़ा खुलता है, शक्ति स्रोत से करंट कैपेसिटर को रिचार्ज करते हुए सर्किट में जाता है।

यदि सर्किट को आपूर्ति की जाने वाली ऊर्जा की मात्रा उसमें होने वाले नुकसान से कम है, तो प्रक्रिया क्षय होना शुरू हो जाएगी, हालांकि एम्पलीफायर की अनुपस्थिति की तुलना में धीमी गति से।

उसी पुनःपूर्ति और ऊर्जा की खपत के साथ, दोलनों को कम नहीं किया जाता है, और यदि सर्किट की पुनःपूर्ति इसमें होने वाले नुकसान से अधिक हो जाती है, तो दोलन भिन्न हो जाते हैं।

निम्न विधि का उपयोग आमतौर पर दोलनों के एक अप्रकाशित चरित्र को बनाने के लिए किया जाता है: सर्किट में दोलनों के छोटे आयामों पर, ट्रांजिस्टर का ऐसा कलेक्टर करंट प्रदान किया जाता है जिसमें ऊर्जा की पुनःपूर्ति इसकी खपत से अधिक हो जाती है। नतीजतन, दोलन आयाम बढ़ जाते हैं और कलेक्टर वर्तमान संतृप्ति वर्तमान मूल्य तक पहुंच जाता है। बेस करंट में और वृद्धि से कलेक्टर करंट में वृद्धि नहीं होती है, और इसलिए दोलन आयाम में वृद्धि रुक ​​जाती है।

एसी विद्युत धारा

एसी जेनरेटर (एसी.11 क्लास। पी.131)

क्षेत्र में घूमने वाले फ्रेम का EMF

अल्टरनेटर।

एक स्थिर चुंबकीय क्षेत्र में गतिमान कंडक्टर में, एक विद्युत क्षेत्र उत्पन्न होता है, प्रेरण का एक ईएमएफ होता है।

जनरेटर का मुख्य तत्व बाहरी यांत्रिक मोटर द्वारा चुंबकीय क्षेत्र में घूमने वाला एक फ्रेम है।

आइए हम एक एक्स बी आकार के फ्रेम में प्रेरित ईएमएफ को एक कोणीय आवृत्ति ω के साथ चुंबकीय क्षेत्र में प्रेरण बी के साथ घूमते हुए पाते हैं।

चुंबकीय प्रेरण वेक्टर बी और फ्रेम क्षेत्र वेक्टर एस के बीच कोण α प्रारंभिक स्थिति में शून्य के बराबर होने दें। इस स्थिति में, कोई चार्ज पृथक्करण नहीं होता है।

फ्रेम के दाहिने आधे हिस्से में, वेग वेक्टर को इंडक्शन वेक्टर के लिए सह-निर्देशित किया जाता है, और बाएं आधे हिस्से में यह इसके विपरीत होता है। इसलिए, फ्रेम में आवेशों पर कार्य करने वाला लोरेंत्ज़ बल शून्य है

जब फ्रेम को 90o के कोण से घुमाया जाता है, तो लोरेंत्ज़ बल की कार्रवाई के तहत फ्रेम के किनारों में चार्ज अलग हो जाते हैं। फ्रेम 1 और 3 के किनारों में समान इंडक्शन ईएमएफ उत्पन्न होता है:

i1 = εi3 = Bb

पक्षों 2 और 4 में आवेशों का पृथक्करण महत्वहीन है, और इसलिए उनमें उत्पन्न होने वाले प्रेरण ईएमएफ की उपेक्षा की जा सकती है।

इस तथ्य को ध्यान में रखते हुए कि = a/2, फ्रेम में प्रेरित कुल EMF:

i = 2 i1 = B∆S

फ्रेम में प्रेरित ईएमएफ फैराडे के विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम से पाया जा सकता है। घूर्णन फ्रेम के क्षेत्र के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह समय के साथ घूर्णन के कोण के आधार पर बदलता रहता है = wt चुंबकीय प्रेरण की रेखाओं और क्षेत्र वेक्टर के बीच।

जब लूप आवृत्ति n के साथ घूमता है, कोण j कानून j = 2πnt के अनुसार बदलता है, और प्रवाह के लिए व्यंजक रूप लेता है:

Φ = BDS cos(wt) = BDS cos(2πnt)

फैराडे के नियम के अनुसार, चुंबकीय प्रवाह में परिवर्तन एक प्रेरण ईएमएफ बनाता है जो फ्लक्स परिवर्तन की दर को घटाता है:

i = - dΦ/dt = -Φ' = BSω sin(ωt) = max sin(wt) ।

जहां max = wBDS फ्रेम में प्रेरित अधिकतम EMF है

इसलिए, प्रेरण के ईएमएफ में परिवर्तन हार्मोनिक कानून के अनुसार होगा।

यदि, उनके साथ फिसलने वाले स्लिप रिंग और ब्रश की मदद से, हम कॉइल के सिरों को एक विद्युत सर्किट से जोड़ते हैं, तो इंडक्शन ईएमएफ की कार्रवाई के तहत, जो एक हार्मोनिक कानून के अनुसार समय के साथ बदलता है, बिजली के दोलनों को मजबूर करता है वर्तमान शक्ति - प्रत्यावर्ती धारा - विद्युत परिपथ में घटित होगी।

व्यवहार में, एक साइनसॉइडल ईएमएफ एक चुंबकीय क्षेत्र में एक कॉइल को घुमाने से नहीं, बल्कि स्टेटर के अंदर एक चुंबक या इलेक्ट्रोमैग्नेट (रोटर) को घुमाकर उत्तेजित होता है - स्टील कोर पर स्थिर घुमावदार घाव।

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"नम दोलन" - 26.1. मुक्त नम यांत्रिक दोलन; 26.2. भिगोना कारक और लघुगणक भिगोना कमी; 26.26. आत्म-दोलन; आज: शनिवार, अगस्त 6, 2011 व्याख्यान 26। अंजीर। 26.1.

"हार्मोनिक कंपन" - बीट विधि का उपयोग संगीत वाद्ययंत्रों को ट्यून करने, सुनने के विश्लेषण आदि के लिए किया जाता है। चित्र 4. उतार-चढ़ाव देखें। (2.2.4)। ?1 पहले दोलन का चरण है। - परिणामी दोलन, आवृत्ति के साथ हार्मोनिक भी?: y-अक्ष पर वृत्तीय गति का प्रक्षेपण, एक हार्मोनिक दोलन भी करता है। चित्र तीन

"दोलन की आवृत्ति" - ध्वनि का परावर्तन। विभिन्न माध्यमों में ध्वनि की गति, m/s (t = 20°C पर)। 20 हर्ट्ज से कम आवृत्ति वाले यांत्रिक कंपन को इन्फ्रासाउंड कहा जाता है। ध्वनि को एक घटना के रूप में समझें। परियोजना के लक्ष्य। ध्वनि स्रोत। ध्वनि की गति उस माध्यम के गुणों पर निर्भर करती है जिसमें ध्वनि का प्रसार होता है। ध्वनि का समय क्या निर्धारित करता है?

"यांत्रिक कंपन और तरंगें" - तरंगों के गुण। तरंगों के प्रकार। गणितीय पेंडुलम। एक गणितीय लोलक के मुक्त दोलनों की अवधि। ऊर्जा परिवर्तन। प्रतिबिंब के नियम। वसंत पेंडुलम। श्रवण अंग 700 से 6000 हर्ट्ज की आवृत्तियों के साथ ध्वनियों के प्रति सबसे अधिक संवेदनशील होते हैं। मुक्त मजबूर आत्म दोलन।

"यांत्रिक कंपन" - हार्मोनिक। लोचदार तरंगें एक लोचदार माध्यम में फैलने वाली यांत्रिक गड़बड़ी हैं। गणितीय पेंडुलम। लहर की। तरंगदैर्घ्य (?) एक ही चरण में दोलन करने वाले निकटतम कणों के बीच की दूरी है। जबरदस्ती। मजबूर कंपन। गणितीय लोलक का ग्राफ। तरंगें - समय के साथ अंतरिक्ष में कंपन का प्रसार।

"यांत्रिक प्रतिध्वनि" - मजबूर दोलनों का आयाम। फ्रुन्ज़ेंस्की जिले का राज्य शैक्षणिक संस्थान जिमनैजियम नंबर 363। अनुनाद पुलों की विनाशकारी भूमिका। प्रौद्योगिकी में अनुनाद। थॉमस यंग। 1. अनुनाद का भौतिक आधार जबरदस्ती कंपन। यांत्रिक रीड आवृत्ति मीटर - कंपन की आवृत्ति को मापने के लिए एक उपकरण।

विषय में कुल 10 प्रस्तुतियाँ हैं

• विद्युतचुंबकीय कंपनविद्युत परिपथ में विद्युत और चुंबकीय मात्रा में समय के साथ आवधिक परिवर्तन होते हैं।

• मुक्तऐसे कहा जाता है उतार चढ़ाव, जो स्थिर संतुलन की स्थिति से इस प्रणाली के विचलन के कारण एक बंद प्रणाली में उत्पन्न होती है।

दोलनों के दौरान, तंत्र की ऊर्जा को एक रूप से दूसरे रूप में बदलने की एक सतत प्रक्रिया होती है। विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के दोलनों के मामले में, विनिमय केवल इस क्षेत्र के विद्युत और चुंबकीय घटकों के बीच हो सकता है। सबसे सरल प्रणाली जहां यह प्रक्रिया हो सकती है वह है ऑसिलेटरी सर्किट.

• आदर्श ऑसिलेटरी सर्किट (एलसी सर्किट) - एक विद्युत सर्किट जिसमें एक इंडक्शन कॉइल होता है लीऔर एक संधारित्र सी.

एक वास्तविक ऑसिलेटरी सर्किट के विपरीत, जिसमें विद्युत प्रतिरोध होता है आरआदर्श परिपथ का विद्युत प्रतिरोध सदैव शून्य होता है। इसलिए, एक आदर्श ऑसिलेटरी सर्किट वास्तविक सर्किट का एक सरलीकृत मॉडल है।

चित्र 1 एक आदर्श दोलक परिपथ का आरेख दिखाता है।

सर्किट ऊर्जा

ऑसिलेटरी सर्किट की कुल ऊर्जा

\(W=W_(e) + W_(m), \; \; \; W_(e) =\dfrac(C\cdot u^(2) )(2) = \dfrac(q^(2) ) (2सी), \; \; \; W_(m) =\dfrac(L\cdot i^(2))(2),\)

कहाँ पे हम- एक निश्चित समय पर दोलन सर्किट के विद्युत क्षेत्र की ऊर्जा, सेसंधारित्र की धारिता है, तुम- एक निश्चित समय में संधारित्र पर वोल्टेज का मान, क्यू- एक निश्चित समय पर संधारित्र के आवेश का मान, डब्ल्यूएम- एक निश्चित समय पर दोलन सर्किट के चुंबकीय क्षेत्र की ऊर्जा, ली- कुंडल अधिष्ठापन, मैं- एक निश्चित समय में कुंडली में धारा का मान।

ऑसिलेटरी सर्किट में प्रक्रियाएं

ऑसिलेटरी सर्किट में होने वाली प्रक्रियाओं पर विचार करें।

सर्किट को संतुलन की स्थिति से हटाने के लिए, हम कैपेसिटर को चार्ज करते हैं ताकि इसकी प्लेटों पर चार्ज हो क्यूएम(चित्र 2, स्थिति 1 ) समीकरण को ध्यान में रखते हुए \(U_(m)=\dfrac(Q_(m))(C)\) हम संधारित्र में वोल्टेज का मान पाते हैं। इस समय परिपथ में कोई धारा नहीं होती है, अर्थात्। मैं = 0.

कुंजी बंद होने के बाद, संधारित्र के विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत, सर्किट में एक विद्युत प्रवाह दिखाई देगा, वर्तमान ताकत मैंजो समय के साथ बढ़ता जाएगा। इस समय संधारित्र निर्वहन करना शुरू कर देगा, क्योंकि। इलेक्ट्रॉन जो करंट बनाते हैं (मैं आपको याद दिलाता हूं कि धनात्मक आवेशों की गति की दिशा को धारा की दिशा के रूप में लिया जाता है) संधारित्र की ऋणात्मक प्लेट को छोड़ कर धनात्मक प्लेट पर आ जाता है (चित्र 2, स्थिति देखें) 2 ) चार्ज के साथ क्यूतनाव कम होगा तुम\(\बाएं(u = \dfrac(q)(C) \right).\) जैसे-जैसे वर्तमान ताकत बढ़ती है, कॉइल के माध्यम से एक स्व-प्रेरण ईएमएफ दिखाई देगा, जो वर्तमान ताकत में बदलाव को रोकता है। नतीजतन, थरथरानवाला सर्किट में वर्तमान ताकत शून्य से एक निश्चित अधिकतम मूल्य तक तुरंत नहीं, बल्कि एक निश्चित अवधि में, कुंडल के अधिष्ठापन द्वारा निर्धारित की जाएगी।

संधारित्र प्रभार क्यूघटता है और किसी समय शून्य के बराबर हो जाता है ( क्यू = 0, तुम= 0), कुण्डली में धारा एक निश्चित मान तक पहुँच जाएगी मैं हूँ(अंजीर देखें। 2, स्थिति 3 ).

संधारित्र (और प्रतिरोध) के विद्युत क्षेत्र के बिना, वर्तमान बनाने वाले इलेक्ट्रॉन जड़ता से चलते रहते हैं। ऐसे में कैपेसिटर की न्यूट्रल प्लेट पर आने वाले इलेक्ट्रान इसे नेगेटिव चार्ज देते हैं, न्यूट्रल प्लेट को छोड़ने वाले इलेक्ट्रान इसे पॉजिटिव चार्ज देते हैं। संधारित्र चार्ज होने लगता है क्यू(और वोल्टेज तुम), लेकिन विपरीत संकेत के, यानी। संधारित्र को रिचार्ज किया जाता है। अब संधारित्र का नया विद्युत क्षेत्र इलेक्ट्रॉनों को गतिमान होने से रोकता है, इसलिए धारा मैंघटने लगती है (अंजीर देखें। 2, स्थिति 4 ) फिर, यह तुरंत नहीं होता है, क्योंकि अब स्व-प्रेरण ईएमएफ वर्तमान में कमी की भरपाई करना चाहता है और इसका "समर्थन" करता है। और करंट का मान मैं हूँ(गर्भवती 3 ) पता चला है अधिकतम करंटसमोच्च में।

और फिर से, संधारित्र के विद्युत क्षेत्र की कार्रवाई के तहत, सर्किट में एक विद्युत प्रवाह दिखाई देगा, लेकिन विपरीत दिशा में निर्देशित, वर्तमान ताकत मैंजो समय के साथ बढ़ता जाएगा। और संधारित्र को इस समय छुट्टी दे दी जाएगी (चित्र 2 देखें, स्थिति .) 6 ) से शून्य (चित्र 2 देखें, स्थिति .) 7 ) और इसी तरह।

संधारित्र पर आवेश के बाद से क्यू(और वोल्टेज तुम) इसकी विद्युत क्षेत्र ऊर्जा निर्धारित करता है हम\(\बाएं(W_(e)=\dfrac(q^(2))(2C)=\dfrac(C \cdot u^(2))(2) \right),\) और कुंडली में धारा मैं- चुंबकीय क्षेत्र ऊर्जा डब्ल्यूएम\(\left(W_(m)=\dfrac(L \cdot i^(2))(2) \right),\) फिर चार्ज, वोल्टेज और करंट में बदलाव के साथ-साथ ऊर्जा भी बदल जाएगी।

तालिका में पदनाम:

\(W_(e\, \max ) =\dfrac(Q_(m)^(2) )(2C) =\dfrac(C\cdot U_(m)^(2) )(2), \; \; \; W_(e\, 2) =\dfrac(q_(2)^(2) )(2C) =\dfrac(C\cdot u_(2)^(2) )(2), \; \; \ ; W_(e\, 4) =\dfrac(q_(4)^(2) )(2C) =\dfrac(C\cdot u_(4)^(2) )(2), \; \; \; W_(e\, 6) =\dfrac(q_(6)^(2) )(2C) =\dfrac(C\cdot u_(6)^(2) )(2),\)

\(W_(m\; \max) =\dfrac(L\cdot I_(m)^(2))(2), \; \; \; W_(m2) =\dfrac(L\cdot i_(2 )^(2) )(2), \; \; \; W_(m4) =\dfrac(L\cdot i_(4)^(2) )(2), \; \; W_(m6) =\dfrac(L\cdot i_(6)^(2) )(2).\)

एक आदर्श ऑसिलेटरी सर्किट की कुल ऊर्जा समय के साथ संरक्षित होती है, क्योंकि इसमें ऊर्जा की हानि होती है (कोई प्रतिरोध नहीं)। फिर

\(W=W_(e\, \max ) = W_(m\, \max ) = W_(e2) + W_(m2) = W_(e4) + W_(m4) = ...\)

इस प्रकार, आदर्श नियंत्रण रेखा- सर्किट वर्तमान ताकत मूल्यों में आवधिक परिवर्तन का अनुभव करेगा मैं, शुल्क क्यूऔर तनाव तुम, और परिपथ की कुल ऊर्जा स्थिर रहेगी। इस मामले में, हम कहते हैं कि वहाँ हैं मुक्त विद्युत चुम्बकीय दोलन.

• मुक्त विद्युत चुम्बकीय दोलनसर्किट में - ये कैपेसिटर प्लेट्स पर चार्ज में आवधिक परिवर्तन, सर्किट में करंट स्ट्रेंथ और वोल्टेज हैं, जो बाहरी स्रोतों से ऊर्जा की खपत के बिना होते हैं।

इस प्रकार, सर्किट में मुक्त विद्युत चुम्बकीय दोलनों की घटना संधारित्र के रिचार्जिंग और कॉइल में स्व-प्रेरण ईएमएफ की घटना के कारण होती है, जो इस रिचार्जिंग को "प्रदान" करती है। ध्यान दें कि संधारित्र पर आवेश क्यूऔर कुंडली में धारा मैंअपने अधिकतम मूल्यों तक पहुँचें क्यूएमतथा मैं हूँसमय के विभिन्न बिंदुओं पर।

सर्किट में मुक्त विद्युत चुम्बकीय दोलन हार्मोनिक कानून के अनुसार होते हैं:

\(q=Q_(m) \cdot \cos \left(\omega \cdot t+\varphi _(1) \right), \; \; \; u=U_(m) \cdot \cos \left(\ ओमेगा \cdot t+\varphi _(1) \right), \; \; \; i=I_(m) \cdot \cos \left(\omega \cdot t+\varphi _(2) \right).\)

समय की सबसे छोटी अवधि जिसके दौरान नियंत्रण रेखा- सर्किट अपनी मूल स्थिति में वापस आ जाता है (इस अस्तर के चार्ज के प्रारंभिक मूल्य के लिए), सर्किट में मुक्त (प्राकृतिक) विद्युत चुम्बकीय दोलनों की अवधि कहा जाता है।

में मुक्त विद्युत चुम्बकीय दोलनों की अवधि नियंत्रण रेखा-कंटूर थॉमसन सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है:

\(T=2\pi \cdot \sqrt(L\cdot C), \;\;\; \omega =\dfrac(1)(\sqrt(L\cdot C)).\)

यांत्रिक सादृश्य के दृष्टिकोण से, एक आदर्श दोलन सर्किट बिना घर्षण के एक स्प्रिंग पेंडुलम से मेल खाता है, और एक वास्तविक - घर्षण के साथ। घर्षण बलों की क्रिया के कारण, स्प्रिंग लोलक के दोलन समय के साथ कम हो जाते हैं।

*थॉमसन सूत्र की व्युत्पत्ति

चूंकि आदर्श की कुल ऊर्जा नियंत्रण रेखा-सर्किट, संधारित्र के इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र और कुंडल के चुंबकीय क्षेत्र की ऊर्जा के योग के बराबर, संरक्षित है, फिर किसी भी समय समानता

\(W=\dfrac(Q_(m)^(2) )(2C) =\dfrac(L\cdot I_(m)^(2) )(2) =\dfrac(q^(2) )(2C ) +\dfrac(L\cdot i^(2) )(2) =(\rm const).\)

हम दोलनों का समीकरण प्राप्त करते हैं नियंत्रण रेखा-सर्किट, ऊर्जा संरक्षण के नियम का उपयोग करते हुए। इस तथ्य को ध्यान में रखते हुए समय के संबंध में अपनी कुल ऊर्जा के व्यंजक में अंतर करना

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

हम एक आदर्श सर्किट में मुक्त दोलनों का वर्णन करने वाला एक समीकरण प्राप्त करते हैं:

\(\बाएं(\dfrac(q^(2) )(2C) +\dfrac(L\cdot i^(2) )(2) \right)^((") ) =\dfrac(q)(C ) \cdot q"+L\cdot i\cdot i" = \dfrac(q)(C) \cdot q"+L\cdot q"\cdot q""=0,\)

\(\dfrac(q)(C) +L\cdot q""=0,\; \; \; \; q""+\dfrac(1)(L\cdot C) \cdot q=0.\ )

इसे फिर से लिखकर:

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

ध्यान दें कि यह चक्रीय आवृत्ति के साथ हार्मोनिक दोलनों का समीकरण है

\(\omega =\dfrac(1)(\sqrt(L\cdot C) ).\)

तदनुसार, विचाराधीन दोलनों की अवधि

\(T=\dfrac(2\pi )(\omega ) =2\pi \cdot \sqrt(L\cdot C).\)

साहित्य

1. झिल्को, वी.वी. भौतिकी: पाठ्यपुस्तक। 11 वीं कक्षा की सामान्य शिक्षा के लिए भत्ता। स्कूल रूसी से लैंग प्रशिक्षण / वी.वी. झिल्को, एल.जी. मार्कोविच। - मिन्स्क: नर। अश्वेता, 2009. - एस। 39-43।