1. मुक्त विद्युत चुम्बकीय दोलन।

2. एपेरियोडिक कैपेसिटर डिस्चार्ज। स्थिर समय। संधारित्र चार्जिंग।

3. विद्युत आवेग और आवेग धारा।

4. पल्स इलेक्ट्रोथेरेपी।

5. बुनियादी अवधारणाएं और सूत्र।

6. कार्य।

14.1. मुक्त विद्युत चुम्बकीय दोलन

भौतिकी में उतार चढ़ाववे प्रक्रियाएँ जो पुनरावृत्ति की अलग-अलग डिग्री में भिन्न होती हैं, कहलाती हैं।

विद्युतचुंबकीय कंपन- ये विद्युत और चुंबकीय मात्रा में बार-बार परिवर्तन होते हैं: चार्ज, करंट, वोल्टेज, साथ ही विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र।

इस तरह के दोलन होते हैं, उदाहरण के लिए, एक बंद सर्किट में जिसमें एक संधारित्र और एक प्रारंभ करनेवाला (ऑसिलेटरी सर्किट) होता है।

निरंतर दोलन

एक आदर्श ऑसिलेटरी सर्किट पर विचार करें जिसमें सक्रिय प्रतिरोध न हो (चित्र 14.1)।

यदि आप संधारित्र को डीसी वोल्टेज नेटवर्क (यू सी) से चार्ज करते हैं, तो कुंजी के को स्थिति "1" पर सेट करते हैं, और फिर कुंजी के को स्थिति "2" में स्थानांतरित करते हैं, तो संधारित्र प्रारंभ करनेवाला के माध्यम से निर्वहन करना शुरू कर देगा, और में सर्किट

चावल। 14.1.आदर्श ऑसिलेटरी सर्किट (सी - कैपेसिटर कैपेसिटेंस, एल - कॉइल इंडक्शन)

एक बढ़ती हुई धारा होगी मैं(बल चरवर्तमान निरूपित लोअरकेसपत्र मैं)।

इस मामले में, कॉइल में एक ईएमएफ दिखाई देता है। स्व-प्रेरण ई \u003d -L ​​* di / dt (सूत्र 10.15 देखें)। एक आदर्श परिपथ में (R = 0) ईएमएफ। संधारित्र प्लेटों पर वोल्टेज के बराबर यू = क्यू / सी (सूत्र 10.16 देखें)। E और U की बराबरी करने पर, हम प्राप्त करते हैं

मुक्त दोलनों की अवधि थॉम्पसन सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है: T = 2π/ω 0 = 2π√LC। (14.6)

चावल। 14.2एक आदर्श ऑसिलेटरी सर्किट में चार्ज, वोल्टेज और करंट की समय निर्भरता (अनडम्प्ड ऑसिलेशन)

संधारित्र W el के विद्युत क्षेत्र की ऊर्जा और कुंडल W ​​m के चुंबकीय क्षेत्र की ऊर्जा समय के साथ समय-समय पर बदलती रहती है:

विद्युत चुम्बकीय दोलनों की कुल ऊर्जा (W) इन दो ऊर्जाओं का योग है। चूँकि एक आदर्श परिपथ में ऊष्मा मुक्त होने से कोई हानि नहीं होती है, मुक्त दोलनों की कुल ऊर्जा संरक्षित रहती है:

नम कंपन

सामान्य परिस्थितियों में, सभी कंडक्टरों के पास होता है सक्रिय प्रतिरोध।इसलिए, वास्तविक परिपथ में मुक्त दोलनों को अवमंदित कर दिया जाता है। चित्र 14.3 में, कंडक्टरों के सक्रिय प्रतिरोध को रोकनेवाला R द्वारा दर्शाया गया है।

सक्रिय प्रतिरोध ईएमएफ की उपस्थिति में। स्व-प्रेरण प्रतिरोधक और संधारित्र प्लेटों में वोल्टेज के योग के बराबर है:

सभी पदों को बाईं ओर स्थानांतरित करने और अधिष्ठापन द्वारा विभाजित करने के बाद

चावल। 14.3.रियल ऑसिलेटरी सर्किट

कुंडल (एल) हमें एक वास्तविक सर्किट में मुक्त दोलनों का अंतर समीकरण मिलता है:

इस तरह के उतार-चढ़ाव का एक ग्राफ अंजीर में दिखाया गया है। 14.4.

भिगोना विशेषता है लघुगणक भिगोना कमीλ = βT s = 2πβ/ω s, जहाँ T s और s क्रमशः अवमंद दोलनों की अवधि और आवृत्ति हैं।

चावल। 14.4.एक वास्तविक ऑसिलेटरी सर्किट में समय पर चार्ज की निर्भरता (डंप्ड ऑसीलेशन)

14.2 संधारित्र का एपेरियोडिक डिस्चार्ज। स्थिर समय। संधारित्र चार्जिंग

एपेरियोडिक प्रक्रियाएं सरल मामलों में भी उत्पन्न होती हैं। यदि, उदाहरण के लिए, एक आवेशित संधारित्र एक प्रतिरोधक (चित्र 14.5) से जुड़ा है या एक अपरिवर्तित संधारित्र एक स्थिर वोल्टेज स्रोत (चित्र 14.6) से जुड़ा है, तो चाबियाँ बंद होने के बाद, दोलन नहीं होंगे।

प्लेटों के बीच प्रारंभिक चार्ज वाले संधारित्र का निर्वहन q मैक्स एक घातीय कानून के अनुसार होता है:

जहाँ = RC कहा जाता है स्थिर समय।

उसी नियम के अनुसार, संधारित्र प्लेटों पर वोल्टेज भी बदलता है:

चावल। 14.5.एक रोकनेवाला के माध्यम से एक संधारित्र का निर्वहन

चावल। 14.6आंतरिक प्रतिरोध r . के साथ DC नेटवर्क से संधारित्र को चार्ज करना

डीसी नेटवर्क से चार्ज करते समय, संधारित्र प्लेटों पर वोल्टेज कानून के अनुसार बढ़ जाता है

जहाँ = rC को भी कहा जाता है स्थिर समय(आर नेटवर्क का आंतरिक प्रतिरोध है)।

14.3. विद्युत आवेग और आवेग धारा

विद्युत आवेग -कुछ स्थिर मूल्य की पृष्ठभूमि के खिलाफ विद्युत वोल्टेज या वर्तमान में एक अल्पकालिक परिवर्तन।

आवेगों को दो समूहों में बांटा गया है:

1) वीडियो दालें- प्रत्यक्ष वर्तमान या वोल्टेज के विद्युत आवेग;

2) रेडियो दालें- संशोधित विद्युत चुम्बकीय दोलन।

विभिन्न आकृतियों के वीडियो पल्स और एक रेडियो पल्स का एक उदाहरण अंजीर में दिखाया गया है। 14.7.

चावल। 14.7.वैद्युत संवेग

शरीर विज्ञान में, "विद्युत आवेग" शब्द सटीक रूप से वीडियो आवेगों को दर्शाता है, जिनकी विशेषताओं का महत्वपूर्ण महत्व है। माप में संभावित त्रुटि को कम करने के लिए, समय के उन क्षणों को एकल करने पर सहमति हुई, जिन पर मापदंडों का मान 0.1U अधिकतम और 0.9U अधिकतम (0.1I अधिकतम और 0.9I अधिकतम) है। समय के इन क्षणों के माध्यम से दालों की विशेषताओं को व्यक्त करें।

चित्र.14.8.आवेग के लक्षण (ए) और आवेग वर्तमान (बी)

पल्स करंट- समान दालों का आवधिक क्रम।

एकल पल्स और स्पंदित धारा के लक्षण अंजीर में दिखाए गए हैं। 14.8.

आंकड़ा दिखाता है:

14.4. पल्स इलेक्ट्रोथेरेपी

इलेक्ट्रोस्लीप थेरेपी- मस्तिष्क की संरचनाओं पर चिकित्सीय प्रभाव की एक विधि। इस प्रक्रिया के लिए, आयताकार

5-160 imp/s की आवृत्ति और 0.2-0.5 ms की अवधि के साथ दालें। पल्स करंट की ताकत 1-8 mA है।

ट्रांसक्रानियल इलेक्ट्रोएनाल्जेसिया- स्पंदित धाराओं के साथ सिर की त्वचा पर चिकित्सीय प्रभाव की एक विधि जो दर्द से राहत या दर्द की तीव्रता में कमी का कारण बनती है। एक्सपोज़र मोड अंजीर में दिखाए गए हैं। 14.9.

चावल। 14.9.ट्रांसक्रानियल इलेक्ट्रोएनाल्जेसिया में प्रयुक्त मुख्य प्रकार की स्पंदित धाराएँ:

ए) 10 वी तक के वोल्टेज के साथ आयताकार दालें, 60-100 प्रति सेकंड की आवृत्ति, 3.5-4 एमएस की अवधि, इसके बाद 20-50 दालों का फटना;

बी) निरंतर (बी) और परिवर्तनीय (सी) कर्तव्य चक्र की आयताकार दालें 0.15-0.5 एमएस की अवधि के साथ, आवृत्ति के साथ 20 वी तक वोल्टेज,

प्रत्येक रोगी के लिए मापदंडों (आवृत्ति, अवधि, कर्तव्य चक्र, आयाम) का चुनाव व्यक्तिगत रूप से किया जाता है।

डायडायनामिक थेरेपीउपयोग अर्ध-साइन दालें

(चित्र 14.10)।

बर्नार्ड धाराएंडायडायनामिक धाराएँ हैं - एक अनुगामी किनारे वाली दालें, एक घातांक के रूप में, इन धाराओं की आवृत्ति 50-100 हर्ट्ज है। उत्तेजित शरीर के ऊतक जल्दी से ऐसी धाराओं के अनुकूल हो जाते हैं।

विद्युत उत्तेजना- अपने सामान्य कार्य को खो चुके अंगों और ऊतकों की गतिविधि को बहाल करने के लिए स्पंदित धाराओं के चिकित्सीय उपयोग की एक विधि। चिकित्सीय प्रभाव शरीर के ऊतकों पर होने वाले शारीरिक प्रभाव के कारण होता है।

चावल। 14.10डायोडैनेमिक धाराओं के मुख्य प्रकार:

ए) 50 हर्ट्ज की आवृत्ति के साथ एक-आधा तरंग निरंतर वर्तमान;

बी) 100 हर्ट्ज की आवृत्ति के साथ पूर्ण-लहर निरंतर वर्तमान;

ग) एक-आधा-लहर लयबद्ध धारा - रुक-रुक कर एक-आधी-लहर धारा, जिसके पार्सल समान अवधि के ठहराव के साथ वैकल्पिक होते हैं

डी) विभिन्न अवधि की अवधियों द्वारा संशोधित वर्तमान

उच्च धार वाली स्थिरता के साथ mA दालें। इस मामले में, स्थिर अवस्था से आयनों का तेजी से स्थानांतरण होता है, जिसका उत्तेजक ऊतकों (तंत्रिका, मांसपेशियों) पर एक महत्वपूर्ण परेशान प्रभाव पड़ता है। यह परेशान करने वाला प्रभाव वर्तमान ताकत में परिवर्तन की दर के समानुपाती होता है, अर्थात। डी / डीटी।

इस विधि में प्रयुक्त स्पंदित धाराओं के मुख्य प्रकार अंजीर में दिखाए गए हैं। 14.11

चावल। 14.11विद्युत उत्तेजना के लिए उपयोग की जाने वाली मुख्य प्रकार की स्पंदित धाराएँ:

ए) रुकावट के साथ प्रत्यक्ष वर्तमान;

बी) आयताकार पल्स करंट;

ग) घातीय रूप का आवेग धारा;

d) त्रिकोणीय नुकीले आकार की स्पंदित धारा

स्पंदित धारा का परेशान करने वाला प्रभाव विशेष रूप से अग्रणी किनारे के उदय की स्थिरता से बहुत अधिक प्रभावित होता है।

इलेक्ट्रोपंक्चर- जैविक रूप से सक्रिय बिंदुओं (बीएपी) पर स्पंदित और प्रत्यावर्ती धाराओं का चिकित्सीय प्रभाव। आधुनिक अवधारणाओं के अनुसार, ऐसे बिंदु चमड़े के नीचे के वसा ऊतक में स्थित रूपात्मक रूप से पृथक ऊतक क्षेत्र हैं। त्वचा के आसपास के क्षेत्रों के संबंध में उनके पास विद्युत चालकता में वृद्धि हुई है। यह संपत्ति बीएपी की खोज और उन्हें प्रभावित करने के लिए उपकरणों के संचालन का आधार है (चित्र 14.12)।

चावल। 14.12.इलेक्ट्रोपंक्चर के लिए उपकरण

मापने वाले उपकरणों का ऑपरेटिंग वोल्टेज 2 वी से अधिक नहीं है।

माप निम्नानुसार किए जाते हैं: रोगी अपने हाथ में तटस्थ इलेक्ट्रोड रखता है, और ऑपरेटर अध्ययन किए गए बीएपी के लिए इलेक्ट्रोड-जांच (बिंदु इलेक्ट्रोड) को मापने वाले एक छोटे से क्षेत्र को लागू करता है। यह प्रयोगात्मक रूप से दिखाया गया है कि मापने वाले सर्किट में बहने वाली धारा की ताकत त्वचा की सतह पर जांच इलेक्ट्रोड के दबाव पर निर्भर करती है (चित्र 14.13)।

इसलिए, मापा मूल्य में हमेशा फैलाव होता है। इसके अलावा, शरीर के विभिन्न हिस्सों और अलग-अलग लोगों में त्वचा की लोच, मोटाई, नमी अलग-अलग होती है, इसलिए किसी एक मानदंड को लागू करना असंभव है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि विद्युत उत्तेजना के तंत्र

चावल। 14.13त्वचा पर जांच के दबाव पर वर्तमान ताकत की निर्भरता

बीएपी को एक कठोर वैज्ञानिक औचित्य की आवश्यकता है। न्यूरोफिज़ियोलॉजी की अवधारणाओं के साथ एक सही तुलना की आवश्यकता है।

14.5. बुनियादी अवधारणाएं और सूत्र

तालिका का अंत

14.6 कार्य

1. प्लेटों के बीच एक परिवर्तनशील दूरी वाले कैपेसिटर का उपयोग बायोमेडिकल सूचना सेंसर के रूप में किया जाता है। एक सर्किट में प्राकृतिक दोलनों की आवृत्ति में आवृत्ति में परिवर्तन का अनुपात ज्ञात करें जिसमें ऐसा संधारित्र शामिल है, यदि प्लेटों के बीच की दूरी 1 मिमी कम हो गई है। प्रारंभिक दूरी 1 सेमी है।

2. चिकित्सीय डायथर्मी के लिए उपकरण के ऑसिलेटरी सर्किट में एक प्रारंभ करनेवाला और एक संधारित्र होता है जिसकी क्षमता होती है

सी \u003d 30 एफ। यदि जनरेटर आवृत्ति 1 मेगाहर्ट्ज है तो कॉइल के अधिष्ठापन का निर्धारण करें।

3. C \u003d 25 pF की क्षमता वाला एक संधारित्र, एक संभावित अंतर U \u003d 20 V से चार्ज किया जाता है, एक वास्तविक कॉइल के माध्यम से प्रतिरोध R \u003d 10 ओम और इंडक्शन L \u003d 4 μH के साथ डिस्चार्ज किया जाता है। लघुगणक अवमंदन कारक ज्ञात कीजिए।

फेसला

प्रणाली एक वास्तविक दोलन सर्किट है। क्षीणन गुणांक β \u003d R / (2L) \u003d 20 / (4x10 -6) \u003d 5x10 6 1 / s। लघुगणक भिगोना कमी

4. हृदय के निलय का फिब्रिलेशन उनका अराजक संकुचन है। हृदय के क्षेत्र से गुजरने वाला एक बड़ा अल्पकालिक प्रवाह मायोकार्डियल कोशिकाओं को उत्तेजित करता है, और वेंट्रिकुलर संकुचन की सामान्य लय को बहाल किया जा सकता है। संबंधित डिवाइस को डिफाइब्रिलेटर कहा जाता है। यह एक संधारित्र है जिसे एक महत्वपूर्ण वोल्टेज से चार्ज किया जाता है और फिर हृदय के क्षेत्र में रोगी के शरीर पर लगाए गए इलेक्ट्रोड के माध्यम से छुट्टी दे दी जाती है। डिफाइब्रिलेटर की क्रिया के दौरान अधिकतम धारा का मान ज्ञात कीजिए, यदि इसे U = 5 kV के वोल्टेज से चार्ज किया गया था, और मानव शरीर के एक हिस्से का प्रतिरोध 500 ओम है।

फेसला

मैं \u003d यू / आर \u003d 5000/500 \u003d 10 ए। जवाब:मैं = 10 ए।

विद्युत दोलन और विद्युत चुम्बकीय तरंगें

विद्युत परिपथ में आवेश, धारा या वोल्टेज के मानों के दोलन को विद्युत दोलन कहा जाता है। परिवर्तनीय विद्युत प्रवाह विद्युत दोलनों के प्रकारों में से एक है।

उच्च आवृत्ति वाले विद्युत दोलन ज्यादातर मामलों में एक दोलन सर्किट का उपयोग करके प्राप्त किए जाते हैं।

ऑसिलेटरी सर्किट एक बंद सर्किट होता है जिसमें एक इंडक्शन होता है लीऔर कंटेनर सी.

सर्किट के प्राकृतिक दोलनों की अवधि:

और परिपथ में धारा भीगने वाले दोलनों के नियम के अनुसार बदलती है:

जब एक ऑसिलेटरी सर्किट को एक चर ईएमएफ के संपर्क में लाया जाता है, तो सर्किट में मजबूर दोलनों को सेट किया जाता है। निरंतर मूल्यों पर मजबूर वर्तमान दोलनों का आयाम ली, सी, आरसर्किट की प्राकृतिक दोलन आवृत्ति और साइनसॉइडल ईएमएफ (छवि 1) के परिवर्तन की आवृत्ति के अनुपात पर निर्भर करता है।

बायोट-सावर्ट-लाप्लास कानून के अनुसार, चालन धारा बल की बंद रेखाओं के साथ एक चुंबकीय क्षेत्र बनाती है। ऐसे क्षेत्र को कहा जाता है एडी.

एक प्रत्यावर्ती चालन धारा एक प्रत्यावर्ती चुंबकीय क्षेत्र बनाती है। प्रत्यावर्ती धारा, प्रत्यक्ष धारा के विपरीत, संधारित्र से होकर गुजरती है; लेकिन यह धारा एक चालन धारा नहीं है; यह कहा जाता है बायस करंट. बायस करंट एक समय-भिन्न विद्युत क्षेत्र है; यह एक प्रत्यावर्ती चुंबकीय क्षेत्र बनाता है, जैसे एक प्रत्यावर्ती चालन धारा। पूर्वाग्रह वर्तमान घनत्व:

अंतरिक्ष में प्रत्येक बिंदु पर, विद्युत क्षेत्र के प्रेरण के समय में परिवर्तन एक वैकल्पिक भंवर चुंबकीय क्षेत्र (छवि 2 ए) बनाता है। वैक्टर बीउभरता हुआ चुंबकीय क्षेत्र वेक्टर के लंबवत समतल में होता है डी. इस पैटर्न को व्यक्त करने वाले गणितीय समीकरण को कहा जाता है मैक्सवेल का पहला समीकरण.

विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के साथ, एक विद्युत क्षेत्र बल की बंद रेखाओं (भंवर क्षेत्र) के साथ उत्पन्न होता है, जो स्वयं को प्रेरण के ईएमएफ के रूप में प्रकट करता है। अंतरिक्ष में प्रत्येक बिंदु पर, चुंबकीय क्षेत्र प्रेरण वेक्टर के समय में परिवर्तन एक वैकल्पिक भंवर विद्युत क्षेत्र (छवि 2 बी) बनाता है। वैक्टर डीउभरता हुआ विद्युत क्षेत्र वेक्टर के लंबवत समतल में होता है बी. इस पैटर्न का वर्णन करने वाले गणितीय समीकरण को कहा जाता है मैक्सवेल का दूसरा समीकरण.

परिवर्तनशील विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के संयोजन, जो एक दूसरे के साथ अटूट रूप से जुड़े हुए हैं, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र कहलाते हैं।

यह मैक्सवेल के समीकरणों का अनुसरण करता है कि किसी भी बिंदु पर उत्पन्न होने वाले विद्युत (या चुंबकीय) क्षेत्र के समय में परिवर्तन एक बिंदु से दूसरे बिंदु पर जाएगा, और विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र के पारस्परिक परिवर्तन होंगे।

विद्युत चुम्बकीय तरंगें विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों को बदलने के अंतरिक्ष में एक साथ प्रसार की एक प्रक्रिया है। विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र की शक्तियों के सदिश ( इऔर एच) विद्युत चुम्बकीय तरंग एक दूसरे के लंबवत हैं, और वेक्टर वीप्रसार वेग उस तल के लंबवत है जिसमें दोनों सदिश स्थित हैं इऔर एच(चित्र 3), यह विद्युत चुम्बकीय तरंगों के प्रसार और असीमित स्थान के लिए सही है।

निर्वात में विद्युत चुम्बकीय तरंगों के प्रसार की गति तरंग दैर्ध्य पर निर्भर नहीं करती है और के बराबर होती है

विभिन्न माध्यमों में विद्युत चुम्बकीय तरंगों की गति निर्वात में गति से कम होती है।

3.5. विद्युत चुम्बकीय दोलन और तरंगें

विद्युत चुम्बकीय दोलन एक विद्युत परिपथ में विद्युत और चुंबकीय मात्रा में समय के साथ आवधिक परिवर्तन होते हैं।

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 एक ऑसिलेटरी सर्किट है। एक आदर्श ऑसिलेटरी सर्किट (एलसी सर्किट) एक विद्युत सर्किट होता है जिसमें एक इंडक्शन के साथ एक 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।

ऑसिलेटरी सर्किट में होने वाली प्रक्रियाओं पर विचार करें। सिस्टम को संतुलन से बाहर लाने के लिए, हम कैपेसिटर को चार्ज करते हैं ताकि इसकी प्लेटों पर चार्ज क्यू हो एम. संधारित्र के आवेश और उस पर वोल्टेज से संबंधित सूत्र से, हम संधारित्र पर अधिकतम वोल्टेज का मान ज्ञात करते हैं
. इस समय परिपथ में कोई धारा नहीं होती है, अर्थात्।
. संधारित्र के चार्ज होने के तुरंत बाद, इसके विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत, सर्किट में एक विद्युत प्रवाह दिखाई देगा, जिसका मूल्य 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 पॉजिटिव चार्ज के मूवमेंट की दिशा को करंट की दिशा के रूप में लिया जाता है) कैपेसिटर की नेगेटिव प्लेट को छोड़कर पॉजिटिव पर आ जाता है। चार्ज के साथ क्यूतनाव कम होगा यूकॉइल के माध्यम से वर्तमान ताकत में वृद्धि के साथ, आत्म-प्रेरण का एक ईएमएफ होगा, जो वर्तमान ताकत में परिवर्तन (वृद्धि) 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 अपने अधिकतम मान तक पहुँच जाएगी मैं एम. 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 कम होने लगती है। 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 एमपता चला है अधिकतम करंटसमोच्च में। इसके अलावा, वर्तमान ताकत शून्य के बराबर हो जाती है, और संधारित्र का चार्ज अपने अधिकतम मूल्य तक पहुंच जाता है क्यू एम (यू एम) और फिर, संधारित्र के विद्युत क्षेत्र की कार्रवाई के तहत, सर्किट में एक विद्युत प्रवाह दिखाई देगा, लेकिन विपरीत दिशा में निर्देशित किया जाएगा, जिसका मूल्य समय के साथ बढ़ेगा। और संधारित्र को इस समय छुट्टी दे दी जाएगी। आदि।

संधारित्र पर आवेश के बाद से क्यू(और वोल्टेज तुम) इसकी विद्युत क्षेत्र ऊर्जा निर्धारित करता है वू इ और कुंडली में धारा चुंबकीय क्षेत्र की ऊर्जा है डब्ल्यूएम फिर चार्ज, वोल्टेज और करंट स्ट्रेंथ में बदलाव के साथ-साथ एनर्जी भी बदल जाएगी।

विद्युत चुम्बकीय दोलन विद्युत आवेश में उतार-चढ़ाव, वर्तमान शक्ति, वोल्टेज, विद्युत क्षेत्र की ताकत में जुड़े उतार-चढ़ाव और चुंबकीय क्षेत्र प्रेरण हैं।

मुक्त कंपन वे हैं जो इस प्रणाली के स्थिर संतुलन की स्थिति से विचलन के कारण एक बंद प्रणाली में होते हैं। ऑसिलेटरी सर्किट के संबंध में, इसका मतलब है कि सिस्टम में ऊर्जा का संचार होने के बाद ऑसिलेटरी सर्किट में फ्री इलेक्ट्रोमैग्नेटिक ऑसिलेशन उत्पन्न होता है (कैपेसिटर चार्जिंग या कॉइल से गुजरने वाला करंट)।

दोलन सर्किट में चक्रीय आवृत्ति और दोलनों की अवधि सूत्रों द्वारा निर्धारित की जाती है:
,
.

मैक्सवेल ने सैद्धांतिक रूप से विद्युत चुम्बकीय तरंगों के अस्तित्व की भविष्यवाणी की थी, अर्थात। एक परिमित गति से अंतरिक्ष में फैलने वाला एक वैकल्पिक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र, और प्रकाश के विद्युत चुम्बकीय सिद्धांत का निर्माण किया।

एक विद्युतचुंबकीय तरंग सदिशों के दोलनों के समय के साथ अंतरिक्ष में प्रसार है और .

यदि अंतरिक्ष में किसी भी बिंदु पर तेजी से बदलता विद्युत क्षेत्र उत्पन्न होता है, तो यह पड़ोसी बिंदुओं पर एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति का कारण बनता है, जो बदले में, एक वैकल्पिक विद्युत क्षेत्र की उपस्थिति को उत्तेजित करता है, और इसी तरह। जितनी तेजी से चुंबकीय क्षेत्र बदलता है (अधिक .) ), उभरता हुआ विद्युत क्षेत्र जितना तीव्र होगा इऔर इसके विपरीत। इस प्रकार, तीव्र विद्युत चुम्बकीय तरंगों के निर्माण के लिए एक आवश्यक शर्त विद्युत चुम्बकीय दोलनों की पर्याप्त उच्च आवृत्ति है।

यह मैक्सवेल के समीकरणों का अनुसरण करता है कि मुक्त स्थान में, जहाँ कोई धाराएँ और आवेश नहीं होते हैं ( जे=0, क्यू= 0) विद्युत चुम्बकीय तरंगें अनुप्रस्थ होती हैं, अर्थात। तरंग वेग वेक्टर वैक्टर के लंबवत और , और वैक्टर
दाएं हाथ का ट्रिपल बनाएं।

एम
विद्युत चुम्बकीय तरंग मॉडल चित्र में दिखाया गया है। यह एक समतल रैखिक रूप से ध्रुवित तरंग है। वेवलेंथ
, कहाँ पे टीदोलन काल है, - दोलन आवृत्ति। प्रकाशिकी और रेडियोभौतिकी में, विद्युत चुम्बकीय तरंग का मॉडल वैक्टर के रूप में व्यक्त किया जाता है
. मैक्सवेल के समीकरणों से यह निम्नानुसार है
. इसका मतलब है कि एक यात्रा विमान में विद्युत चुम्बकीय तरंग, वैक्टर के दोलन और एक ही चरण में होते हैं और किसी भी समय तरंग की विद्युत ऊर्जा चुंबकीय के बराबर होती है।

एक माध्यम में विद्युत चुम्बकीय तरंग की गति
कहाँ पे वीकिसी दिए गए माध्यम में विद्युत चुम्बकीय तरंग की गति है,
,साथनिर्वात में विद्युत चुम्बकीय तरंग की गति प्रकाश की गति के बराबर होती है।

आइए तरंग समीकरण प्राप्त करें।

जैसा कि दोलनों के सिद्धांत से ज्ञात होता है, x अक्ष के अनुदिश प्रसार करने वाली समतल तरंग का समीकरण
, कहाँ पे
- उतार-चढ़ाव मूल्य (इस मामले में ई या एच), वी - तरंग गति, ω चक्रीय दोलन आवृत्ति है।

तो तरंग समीकरण
हम इसे के संबंध में दो बार अलग करते हैं टीऔर तक एक्स.
,
. यहाँ से हमें मिलता है
. इसी तरह, आप प्राप्त कर सकते हैं
. सामान्य स्थिति में, जब तरंग एक मनमाना दिशा में फैलती है, तो इन समीकरणों को इस प्रकार लिखा जाना चाहिए:
,
. अभिव्यक्ति
लाप्लास ऑपरेटर कहा जाता है। इस प्रकार,

. इन व्यंजकों को तरंग समीकरण कहते हैं।

ऑसिलेटरी सर्किट में कैपेसिटर की विद्युत ऊर्जा का आवधिक रूपांतरण होता है
प्रारंभ करनेवाला की चुंबकीय ऊर्जा में
. दोलन अवधि
. इस मामले में, विद्युत चुम्बकीय तरंगों का विकिरण छोटा होता है, क्योंकि। विद्युत क्षेत्र संधारित्र में केंद्रित होता है, और चुंबकीय क्षेत्र सोलनॉइड के अंदर केंद्रित होता है। विकिरण को ध्यान देने योग्य बनाने के लिए, आपको संधारित्र प्लेटों के बीच की दूरी बढ़ाने की आवश्यकता है साथ मेंऔर कुंडल मुड़ता है ली. इस मामले में, क्षेत्र द्वारा कब्जा कर लिया गया आयतन बढ़ जाएगा, लीऔर साथ में- घटेगा, अर्थात्। दोलन आवृत्ति में वृद्धि होगी।

प्रयोगात्मक रूप से, विद्युत चुम्बकीय तरंगें पहली बार हर्ट्ज़ (1888) द्वारा अपने द्वारा आविष्कार किए गए वाइब्रेटर का उपयोग करके प्राप्त की गई थीं। पोपोव (1896) ने रेडियो का आविष्कार किया, अर्थात। सूचना प्रसारित करने के लिए विद्युत चुम्बकीय तरंगों का उपयोग किया।

विद्युत चुम्बकीय तरंग द्वारा ले जाने वाली ऊर्जा को चिह्नित करने के लिए, ऊर्जा प्रवाह घनत्व वेक्टर पेश किया जाता है। यह वेग वेक्टर के लंबवत एक इकाई क्षेत्र के माध्यम से 1 सेकंड में एक तरंग द्वारा की गई ऊर्जा के बराबर है .
कहाँ पे
वॉल्यूमेट्रिक ऊर्जा घनत्व है, वी तरंग वेग है।

थोक ऊर्जा घनत्व
विद्युत क्षेत्र और चुंबकीय क्षेत्र की ऊर्जा से बना है
.

मानते हुए
, लिखा जा सकता है
. इसलिए ऊर्जा प्रवाह घनत्व। जहां तक ​​कि
, हम पाते हैं
. यह Umov-Poynting वेक्टर है।

विद्युत चुम्बकीय तरंगों का पैमाना उनके तरंग दैर्ध्य और संबंधित गुणों के आधार पर विद्युत चुम्बकीय तरंगों की श्रेणियों की व्यवस्था है।

1) रेडियो तरंगें। तरंग दैर्ध्य सैकड़ों किलोमीटर से सेंटीमीटर तक है। रेडियो उपकरण का उपयोग उत्पादन और पंजीकरण के लिए किया जाता है।

2) माइक्रोवेव क्षेत्र λ 10 सेमी से 0.1 सेमी तक। यह रडार रेंज या माइक्रोवेव (सुपर हाई फ्रीक्वेंसी) रेंज है। इन तरंगों को उत्पन्न और पंजीकृत करने के लिए एक विशेष माइक्रोवेव उपकरण है।

3) इन्फ्रारेड (आईआर) क्षेत्र λ ~ 1 मिमी 800 एनएम। विकिरण स्रोत गर्म पिंड हैं। रिसीवर - थर्मल फोटोकेल, थर्मोएलेमेंट्स, बोलोमीटर।

4) मानव आँख द्वारा देखा जाने वाला दृश्य प्रकाश। λ~0.76 0.4 µm.

5) पराबैंगनी (यूवी) क्षेत्र ~ 400 10 एनएम। स्रोत - गैस का निर्वहन। संकेतक - फोटोग्राफिक प्लेट।

6) एक्स-रे विकिरण λ~10nm 10 -3 एनएम। स्रोत - एक्स-रे ट्यूब। संकेतक - फोटोग्राफिक प्लेट।

7) -किरणें<10пм. Источники – радиоактивные превращения. Индикаторы – специальные счетчики.

हमारे युग के अंत में ही मानवता बिजली की खोज और विकास तक पहुंची और विद्युत चुम्बकीय तरंगों के अस्तित्व के बारे में निष्कर्ष पर पहुंची। ऐसी तरंगों के अस्तित्व का पहला सैद्धांतिक प्रमाण महान हर्ट्ज़ था। और सबसे पहले जिसने इन तरंगों की खोज की (बिजली के निर्वहन से विकिरणित) हमारे हमवतन पोपोव थे। उन्होंने एक उपकरण का आविष्कार किया - एक लाइटनिंग डिटेक्टर, जिसने बिजली के निर्वहन द्वारा उत्सर्जित शक्तिशाली विद्युत चुम्बकीय कंपन को रिकॉर्ड किया।

थोड़ी देर बाद, और लगभग एक साथ इतालवी मार्कोनी के साथ, उन्होंने महसूस किया कि विद्युत चुम्बकीय तरंगों का उपयोग लंबी दूरी पर उपयोगी जानकारी प्रसारित करने के लिए किया जा सकता है। जबकि पोपोव के प्रयोग ए.एस. विद्युत चुम्बकीय तरंगों का उपयोग करके सूचना के प्रसारण पर एक अद्वितीय प्रकृति की थी, उद्यमी मार्कॉय ने एक पूरे उद्योग का आयोजन किया, जिसने पहली बार विद्युत संचार उपकरण का उत्पादन शुरू किया जो विद्युत चुम्बकीय तरंगों के संचरण और स्वागत पर आधारित था।

अकेले विद्युत चुम्बकीय तरंगों की खोज मानव जाति के अस्तित्व के पूरे समय के लिए विज्ञान की लागत को सही ठहराती है! यह रूस के वर्तमान सुधारकों द्वारा याद किया जाना चाहिए, जिन्होंने हमारे विज्ञान और शिक्षा को भुखमरी राशन पर डाल दिया।

एक विद्युत चुम्बकीय तरंग प्रकाश की गति से अंतरिक्ष में विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों को बदलने की गति है। विद्युत चुम्बकीय दोलनों के सिद्धांत के पहले रचनाकारों ने विद्युत चुम्बकीय दोलनों और यांत्रिक और ध्वनिक दोलनों के बीच सादृश्य बनाने की कोशिश की। उनका मानना ​​था कि अंतरिक्ष किसी पदार्थ - ईथर से भरा है। लिन को बाद में समझ में आया कि विद्युत चुम्बकीय तरंगों के प्रसार के लिए किसी मध्यस्थ की आवश्यकता नहीं है।

फिर भी, भाग्यशाली शब्द "ईथर" हमारे दैनिक जीवन में बना रहा। हालाँकि, अब यह अपने आप में विभिन्न प्रकार के स्रोतों द्वारा उत्पन्न विद्युत चुम्बकीय तरंगों से भरे स्थान के अस्तित्व की विशेषता है - मुख्य रूप से रेडियो स्टेशन जो भाषण, संगीत, टेलीविजन चित्र, समय संकेत आदि प्रसारित करते हैं।

विद्युत चुम्बकीय दोलन विद्युत संकेतों द्वारा उत्पन्न होते हैं। कोई भी कंडक्टर जिसके लिए एक उच्च-आवृत्ति विद्युत संकेत दिया जाता है, एक एंटीना बन जाता है जो विद्युत चुम्बकीय तरंगों को अंतरिक्ष (ईथर) में प्रसारित करता है। यह रेडियो ट्रांसमीटरों के संचालन का आधार है।

विद्युत चुम्बकीय तरंगों के साथ एक अंतरिक्ष में स्थित एक ही कंडक्टर, एक रेडियो रिसीवर एंटीना बन जाता है - ईएमएफ उस पर बारी-बारी से चालू संकेतों के एक सेट के रूप में प्रेरित होता है। यदि रिसीवर एंटीना ट्रांसमीटर एंटीना के पास स्थित है (ऐसा कभी-कभी होता है), तो प्रेरित ईएमएफ दसियों वोल्ट तक पहुंच सकता है। लेकिन जब रेडियो स्टेशन रिसीवर से सैकड़ों और हजारों किलोमीटर की दूरी पर स्थित होता है, तो यह छोटा होता है - यह कुछ माइक्रोवोल्ट से लेकर दसियों मिलीवोल्ट तक की सीमा में होता है। रिसीवर का कार्य विभिन्न रेडियो स्टेशनों से संकेतों के द्रव्यमान और हस्तक्षेप के स्रोतों से उन संकेतों का चयन करना है जिनकी आपको आवश्यकता है, उन्हें बढ़ाना और उन्हें लाउडस्पीकर या हेडफ़ोन द्वारा उत्सर्जित ध्वनि कंपन में बदलना है।

हम जानते हैं कि विद्युत चुम्बकीय तरंगों की लंबाई बहुत भिन्न होती है। विभिन्न विकिरणों की तरंग दैर्ध्य और आवृत्तियों के संकेत के साथ विद्युत चुम्बकीय तरंगों के पैमाने को देखते हुए, हम 7 श्रेणियों को अलग करते हैं: कम आवृत्ति विकिरण, रेडियो विकिरण, अवरक्त किरणें, दृश्य प्रकाश, पराबैंगनी किरणें, एक्स-रे और गामा किरणें।

• कम आवृत्ति तरंगें। विकिरण स्रोत: उच्च आवृत्ति धाराएं, अल्टरनेटर, विद्युत मशीनें। इनका उपयोग विद्युत उद्योग में धातुओं को पिघलाने और सख्त करने, स्थायी चुम्बकों के निर्माण के लिए किया जाता है।
• रेडियो तरंगें रेडियो और टेलीविजन स्टेशनों, मोबाइल फोन, रडार आदि के एंटेना में होती हैं। इनका उपयोग रेडियो संचार, टेलीविजन और रडार में किया जाता है।
• इन्फ्रारेड तरंगें सभी गर्म पिंडों द्वारा उत्सर्जित होती हैं। आवेदन: पिघलने, काटने, आग रोक धातुओं की लेजर वेल्डिंग, कोहरे और अंधेरे में फोटो खींचना, लकड़ी, फल और जामुन सुखाने, नाइट विजन डिवाइस।
• दृश्य विकिरण। स्रोत - सूर्य, विद्युत और फ्लोरोसेंट लैंप, विद्युत चाप, लेजर। अनुप्रयोग: प्रकाश, फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव, होलोग्राफी।
• पराबैंगनी विकिरण। स्रोत: सूर्य, अंतरिक्ष, विद्युत लैंप, लेजर। यह रोगजनक बैक्टीरिया को मार सकता है। इसका उपयोग जीवित जीवों को सख्त करने के लिए किया जाता है।
• एक्स-रे विकिरण।