1. თავისუფალი ელექტრომაგნიტური რხევები.

2. კონდენსატორის აპერიოდული გამონადენი. დროის მუდმივი. კონდენსატორის დატენვა.

3. ელექტრული იმპულსი და იმპულსური დენი.

4. პულსური ელექტროთერაპია.

5. ძირითადი ცნებები და ფორმულები.

6. ამოცანები.

14.1. თავისუფალი ელექტრომაგნიტური რხევები

ფიზიკაში რყევებიპროცესებს, რომლებიც განსხვავდებიან გამეორების სხვადასხვა ხარისხით, ეწოდება.

ელექტრომაგნიტური ვიბრაციები- ეს არის განმეორებითი ცვლილებები ელექტრო და მაგნიტურ რაოდენობებში: მუხტი, დენი, ძაბვა, ასევე ელექტრული და მაგნიტური ველები.

ასეთი რხევები ხდება, მაგალითად, დახურულ წრეში, რომელიც შეიცავს კონდენსატორს და ინდუქტორს (ოსცილატორული წრე).

უწყვეტი რხევები

განვიხილოთ იდეალური რხევითი წრე, რომელსაც არ აქვს აქტიური წინააღმდეგობა (ნახ. 14.1).

თუ კონდენსატორს დამუხტავთ მუდმივი ძაბვის ქსელიდან (U c), დააყენებთ კლავიშს K პოზიციაზე "1" და შემდეგ გადაიტანთ კლავიშს K პოზიციაზე "2", მაშინ კონდენსატორი დაიწყებს გამონადენს ინდუქტორის მეშვეობით და წრე

ბრინჯი. 14.1.იდეალური რხევითი წრე (C - კონდენსატორის ტევადობა, L - კოჭის ინდუქცია)

იქნება მზარდი დენი მე(ძალა ცვლადიმიმდინარე აღნიშნავს პატარა ასოასო ი).

ამ შემთხვევაში, ემფ ჩნდება ხვეულში. თვითინდუქცია E \u003d -L ​​* di / dt (იხ. ფორმულა 10.15). იდეალურ წრეში (R = 0) ემფ. ტოლია ძაბვის კონდენსატორის ფირფიტებზე U = q / C (იხ. ფორმულა 10.16). E-სა და U-ს გავატოლებით მივიღებთ

თავისუფალი რხევების პერიოდი განისაზღვრება ტომპსონის ფორმულით: T = 2π/ω 0 = 2π√LC . (14.6)

ბრინჯი. 14.2.მუხტის, ძაბვისა და დენის დროზე დამოკიდებულება იდეალურ რხევად წრეში (დაუცველი რხევები)

W el კონდენსატორის ელექტრული ველის ენერგია და კოჭის W m მაგნიტური ველის ენერგია პერიოდულად იცვლება დროთა განმავლობაში:

ელექტრომაგნიტური რხევების მთლიანი ენერგია (W) არის ამ ორი ენერგიის ჯამი. ვინაიდან იდეალურ წრეში სითბოს გამოყოფასთან დაკავშირებული დანაკარგები არ არის, თავისუფალი რხევების მთლიანი ენერგია შენარჩუნებულია:

დასუსტებული ვიბრაციები

ნორმალურ პირობებში ყველა დირიჟორს აქვს აქტიური წინააღმდეგობა.მაშასადამე, რეალურ წრეში თავისუფალი რხევები დემპიტირებულია. სურათზე 14.3, გამტარების აქტიური წინააღმდეგობა წარმოდგენილია რეზისტორით R.

აქტიური წინააღმდეგობის არსებობისას ემფ. თვითინდუქცია უდრის ძაბვების ჯამს რეზისტორსა და კონდენსატორის ფირფიტებზე:

ყველა ტერმინის მარცხენა მხარეს გადატანის და ინდუქციურობით გაყოფის შემდეგ

ბრინჯი. 14.3.რეალური რხევითი წრე

კოჭა (L) ვიღებთ თავისუფალი რხევების დიფერენციალურ განტოლებას რეალურ წრეში:

ასეთი რყევების გრაფიკი ნაჩვენებია ნახ. 14.4.

ამორტიზაციის მახასიათებელია ლოგარითმული დემპინგის შემცირებაλ = βT s = 2πβ/ω s, სადაც T s და ω s არის შემცირებული რხევების პერიოდი და სიხშირე, შესაბამისად.

ბრინჯი. 14.4.მუხტის დამოკიდებულება დროზე რეალურ რხევად წრედში (დასუსტებული რხევები)

14.2. კონდენსატორის აპერიოდული გამონადენი. დროის მუდმივი. კონდენსატორის დატენვა

აპერიოდული პროცესები წარმოიქმნება უფრო მარტივ შემთხვევებშიც. თუ, მაგალითად, დამუხტული კონდენსატორი მიერთებულია რეზისტორთან (ნახ. 14.5) ან დაუმუხტველი კონდენსატორი მიერთებულია მუდმივი ძაბვის წყაროსთან (ნახ. 14.6), მაშინ კლავიშების დახურვის შემდეგ რხევები არ მოხდება.

კონდენსატორის გამონადენი საწყისი მუხტით ფირფიტებს შორის q max ხდება ექსპონენციალური კანონის მიხედვით:

სადაც τ = RC ეწოდება დროის მუდმივი.

ამავე კანონის თანახმად, კონდენსატორის ფირფიტებზე ძაბვა ასევე იცვლება:

ბრინჯი. 14.5.კონდენსატორის განმუხტვა რეზისტორის მეშვეობით

ბრინჯი. 14.6.კონდენსატორის დამუხტვა DC ქსელიდან შიდა წინააღმდეგობით r

DC ქსელიდან დატენვისას, კონდენსატორის ფირფიტებზე ძაბვა იზრდება კანონის შესაბამისად

სადაც τ = rC ასევე ეწოდება დროის მუდმივი(r არის ქსელის შიდა წინააღმდეგობა).

14.3. ელექტრული იმპულსი და იმპულსური დენი

ელექტრული იმპულსი -ელექტრული ძაბვის ან დენის ხანმოკლე ცვლილება მუდმივი მნიშვნელობის ფონზე.

იმპულსები იყოფა ორ ჯგუფად:

1) ვიდეო პულსები- პირდაპირი დენის ან ძაბვის ელექტრული იმპულსები;

2) რადიო პულსები- მოდულირებული ელექტრომაგნიტური რხევები.

სხვადასხვა ფორმის ვიდეო პულსი და რადიო პულსის მაგალითი ნაჩვენებია ნახ. 14.7.

ბრინჯი. 14.7.ელექტრული იმპულსები

ფიზიოლოგიაში ტერმინი „ელექტრული იმპულსი“ სწორედ ვიდეო იმპულსებს აღნიშნავს, რომელთა მახასიათებლებსაც დიდი მნიშვნელობა აქვს. გაზომვებში შესაძლო შეცდომის შესამცირებლად, შეთანხმდნენ, რომ გამოვყოთ დროის ის მომენტები, როდესაც პარამეტრებს აქვთ 0.1U max და 0.9U max (0.1I max და 0.9I max) მნიშვნელობა. დროის ამ მომენტებში გამოხატეთ იმპულსების მახასიათებლები.

სურ.14.8.იმპულსის (ა) და იმპულსური დენის (ბ) მახასიათებლები

პულსის დენი- იდენტური იმპულსების პერიოდული თანმიმდევრობა.

ერთი პულსის და იმპულსური დენის მახასიათებლები ნაჩვენებია ნახ. 14.8.

ფიგურა აჩვენებს:

14.4. პულსური ელექტროთერაპია

ელექტროძილის თერაპია- თავის ტვინის სტრუქტურებზე თერაპიული ეფექტის მეთოდი. ამ პროცედურისთვის, მართკუთხა

იმპულსები 5-160 imp/s სიხშირით და ხანგრძლივობით 0,2-0,5 ms. პულსის დენის სიძლიერეა 1-8 mA.

ტრანსკრანიალური ელექტროანალგეზია- თავის კანზე თერაპიული ეფექტის მეთოდი იმპულსური დენებით, რომლებიც იწვევენ ტკივილის შემსუბუქებას ან ტკივილის ინტენსივობის დაქვეითებას. ექსპოზიციის რეჟიმები ნაჩვენებია ნახ. 14.9.

ბრინჯი. 14.9.იმპულსური დენების ძირითადი ტიპები, რომლებიც გამოიყენება ტრანსკრანიალურ ელექტროანალგეზიაში:

ა) მართკუთხა იმპულსები 10 ვ-მდე ძაბვით, სიხშირით 60-100 იმპულსი/წმ, ხანგრძლივობა 3,5-4 ms, რასაც მოჰყვება 20-50 პულსის აფეთქება;

ბ) მუდმივი (b) და ცვლადი (c) სამუშაო ციკლის მართკუთხა იმპულსები ხანგრძლივობით 0,15-0,5 ms, ძაბვა 20 ვ-მდე, შემდეგ სიხშირით.

პარამეტრების (სიხშირე, ხანგრძლივობა, სამუშაო ციკლი, ამპლიტუდა) არჩევანი ინდივიდუალურად ხდება თითოეული პაციენტისთვის.

დიადინამიკური თერაპიაიყენებს ნახევრად სინუსური პულსები

(სურ. 14.10).

ბერნარდის დინებებიარის დიადინამიკური დენები - პულსები უკანა კიდით, ექსპონენციალური ფორმის მქონე, ამ დენების სიხშირეა 50-100 ჰც. სხეულის აგზნებადი ქსოვილები სწრაფად ეგუება ასეთ დინებებს.

ელექტრო სტიმულაცია- იმპულსური დენების თერაპიული გამოყენების მეთოდი იმ ორგანოებისა და ქსოვილების აქტივობის აღსადგენად, რომლებმაც დაკარგეს ნორმალური ფუნქცია. თერაპიული ეფექტი განპირობებულია ფიზიოლოგიური ეფექტით, რომელიც მოქმედებს სხეულის ქსოვილებზე.

ბრინჯი. 14.10.დიადინამიკური დენების ძირითადი ტიპები:

ა) ნახევარტალღოვანი უწყვეტი დენი 50 ჰც სიხშირით;

ბ) სრულტალღოვანი უწყვეტი დენი 100 ჰც სიხშირით;

გ) ნახევარტალღოვანი რიტმული დენი - წყვეტილი ნახევარტალღოვანი დენი, რომლის ნაკვეთები ერთმანეთს ენაცვლება თანაბარი ხანგრძლივობის პაუზებით.

დ) დენი, რომელიც მოდულირებულია სხვადასხვა ხანგრძლივობის პერიოდებით

mA პულსები კიდეების მაღალი ციცაბოთი. ამ შემთხვევაში ხდება იონების სწრაფი გადანაცვლება სტაბილური მდგომარეობიდან, რაც მნიშვნელოვან გამაღიზიანებელ გავლენას ახდენს აგზნებად ქსოვილებზე (ნერვებზე, კუნთებზე). ეს გამაღიზიანებელი ეფექტი პროპორციულია მიმდინარე სიძლიერის ცვლილების სიჩქარისა, ე.ი. დი/დტ.

ამ მეთოდით გამოყენებული იმპულსური დენების ძირითადი ტიპები ნაჩვენებია ნახ. 14.11.

ბრინჯი. 14.11.ელექტრული სტიმულაციისთვის გამოყენებული იმპულსური დენების ძირითადი ტიპები:

ა) პირდაპირი დენი შეფერხებით;

ბ) მართკუთხა პულსის დენი;

გ) ექსპონენციური ფორმის იმპულსური დენი;

დ) სამკუთხა წვეტიანი ფორმის იმპულსური დენი

იმპულსური დენის გამაღიზიანებელ ეფექტზე განსაკუთრებით ძლიერ გავლენას ახდენს წინა კიდის აწევის ციცაბოობა.

ელექტროპუნქტურა- იმპულსური და ალტერნატიული დენების თერაპიული ეფექტი ბიოლოგიურად აქტიურ წერტილებზე (BAP). თანამედროვე კონცეფციების თანახმად, ასეთი წერტილები არის მორფოფუნქციურად იზოლირებული ქსოვილის უბნები, რომლებიც მდებარეობს კანქვეშა ცხიმოვან ქსოვილში. მათ აქვთ გაზრდილი ელექტრული გამტარობა კანის მიმდებარე უბნებთან მიმართებაში. ეს თვისება არის BAP-ების ძიებისა და მათზე ზემოქმედების მოწყობილობების მუშაობის საფუძველი (ნახ. 14.12).

ბრინჯი. 14.12.მოწყობილობა ელექტროპუნქციისთვის

საზომი მოწყობილობების სამუშაო ძაბვა არ აღემატება 2 ვ.

გაზომვები ტარდება შემდეგნაირად: პაციენტს ხელში უჭირავს ნეიტრალური ელექტროდი, ხოლო ოპერატორი ატარებს მცირე ფართობის საზომ ელექტროდ-ზონდს (წერტილოვანი ელექტროდები) შესწავლილ BAP-ზე. ექსპერიმენტულად დადასტურდა, რომ საზომ წრეში გამავალი დენის სიძლიერე დამოკიდებულია ზონდის ელექტროდის წნევაზე კანის ზედაპირზე (ნახ. 14.13).

მაშასადამე, გაზომილ მნიშვნელობაში ყოველთვის არის გავრცელება. გარდა ამისა, სხეულის სხვადასხვა ნაწილში და სხვადასხვა ადამიანში კანის ელასტიურობა, სისქე, ტენიანობა განსხვავებულია, ამიტომ ერთი ნორმის შემოღება შეუძლებელია. უნდა აღინიშნოს, რომ ელექტრული სტიმულაციის მექანიზმები

ბრინჯი. 14.13.დენის სიძლიერის დამოკიდებულება ზონდის წნევაზე კანზე

BAP-ებს სჭირდებათ მკაცრი სამეცნიერო დასაბუთება. საჭიროა სწორი შედარება ნეიროფიზიოლოგიის ცნებებთან.

14.5. ძირითადი ცნებები და ფორმულები

მაგიდის დასასრული

14.6. Დავალებები

1. ფირფიტებს შორის ცვლადი მანძილის მქონე კონდენსატორები გამოიყენება ბიოსამედიცინო ინფორმაციის სენსორად. იპოვეთ სიხშირის ცვლილების თანაფარდობა ბუნებრივი რხევების სიხშირეზე წრეში, რომელიც მოიცავს ასეთ კონდენსატორს, თუ ფირფიტებს შორის მანძილი შემცირდა 1 მმ-ით. საწყისი მანძილი არის 1 სმ.

2. თერაპიული დიათერმიის აპარატის რხევითი წრე შედგება ინდუქტორისა და კონდენსატორისგან ტევადობის

C \u003d 30 F. განსაზღვრეთ კოჭის ინდუქციურობა, თუ გენერატორის სიხშირე არის 1 MHz.

3. კონდენსატორი, რომლის სიმძლავრეა C \u003d 25 pF, დატვირთული პოტენციური სხვაობით U \u003d 20 V, იხსნება რეალური კოჭის საშუალებით R \u003d 10 Ohm წინააღმდეგობით და ინდუქციურობით L \u003d 4 μH. იპოვეთ ლოგარითმული ამორტიზაციის ფაქტორი λ.

გადაწყვეტილება

სისტემა არის ნამდვილი რხევითი წრე. შესუსტების კოეფიციენტი β \u003d R / (2L) \u003d 20 / (4x10 -6) \u003d 5x10 6 1 / s. ლოგარითმული დემპინგის შემცირება

4. გულის პარკუჭების ფიბრილაცია მათი ქაოტური შეკუმშვაა. დიდი ხანმოკლე დენი, რომელიც გადის გულის არეში, აღაგზნებს მიოკარდიუმის უჯრედებს და შეიძლება აღდგეს პარკუჭის შეკუმშვის ნორმალური რიტმი. შესაბამის მოწყობილობას დეფიბრილატორი ეწოდება. ეს არის კონდენსატორი, რომელიც იტენება მნიშვნელოვან ძაბვამდე და შემდეგ იხსნება ელექტროდების მეშვეობით, რომლებიც გამოიყენება პაციენტის სხეულზე გულის რეგიონში. იპოვეთ მაქსიმალური დენის მნიშვნელობა დეფიბრილატორის მოქმედების დროს, თუ იგი დამუხტული იყო U = 5 კვ ძაბვამდე, ხოლო ადამიანის სხეულის ნაწილის წინააღმდეგობა 500 Ohm-ია.

გადაწყვეტილება

I \u003d U / R \u003d 5000/500 \u003d 10 A. პასუხი: I = 10 ა.

ელექტრულ სქემებში, ისევე როგორც მექანიკურ სისტემებში, როგორიცაა ზამბარის წონა ან გულსაკიდი, უფასო ვიბრაციები.

ელექტრომაგნიტური ვიბრაციებიეწოდება პერიოდულ ურთიერთდაკავშირებულ ცვლილებებს მუხტის, დენისა და ძაბვის დროს.

უფასორხევებს უწოდებენ ისეთებს, რომლებიც წარმოიქმნება გარე გავლენის გარეშე, თავდაპირველად დაგროვილი ენერგიის გამო.

იძულებულიეწოდება რხევებს წრედში გარე პერიოდული ელექტრომამოძრავებელი ძალის მოქმედებით

თავისუფალი ელექტრომაგნიტური რხევები პერიოდულად იმეორებენ ცვლილებებს ელექტრომაგნიტურ რაოდენობებში (ქ- ელექტრული მუხტი,მე- მიმდინარე ძალა,U- პოტენციური განსხვავება) ხდება გარე წყაროებიდან ენერგიის მოხმარების გარეშე.

უმარტივესი ელექტრული სისტემა, რომელსაც შეუძლია თავისუფლად რხევა, არის სერიული RLC მარყუჟიან რხევითი წრე.

რხევითი წრე -არის სისტემა, რომელიც შედგება სერიასთან დაკავშირებული ტევადობის კონდენსატორებისგანC, ინდუქტორებილ და წინააღმდეგობის მქონე გამტარირ

განვიხილოთ დახურული რხევითი წრე, რომელიც შედგება L ინდუქციისგან და კონტეინერები თან.

ამ წრეში რხევების აღგზნებისთვის, აუცილებელია კონდენსატორის ინფორმირება წყაროდან გარკვეული მუხტის შესახებ. ε . როცა გასაღები კარის პოზიცია 1, კონდენსატორი დამუხტულია ძაბვაზე. გასაღების მე-2 პოზიციაზე გადართვის შემდეგ იწყება რეზისტორის მეშვეობით კონდენსატორის განმუხტვის პროცესი. რდა ინდუქტორი ლ. გარკვეულ პირობებში, ეს პროცესი შეიძლება იყოს რხევითი.

თავისუფალი ელექტრომაგნიტური რხევების დაკვირვება შესაძლებელია ოსილოსკოპის ეკრანზე.

როგორც ოსცილოსკოპზე მიღებული რხევის გრაფიკიდან ჩანს, თავისუფალი ელექტრომაგნიტური რხევები არის ქრებოდა, ანუ მათი ამპლიტუდა დროთა განმავლობაში მცირდება. ეს იმიტომ ხდება, რომ ელექტრული ენერგიის ნაწილი აქტიურ წინააღმდეგობაზე R გარდაიქმნება შიდა ენერგიად. გამტარი (გამტარი თბება, როდესაც მასში ელექტრული დენი გადის).

განვიხილოთ, როგორ ხდება რხევები რხევის წრეში და რა ცვლილებები ხდება ენერგიაში ამ შემთხვევაში. ჯერ განვიხილოთ შემთხვევა, როდესაც წრეში არ არის ელექტრომაგნიტური ენერგიის დანაკარგები ( რ = 0).

თუ კონდენსატორს დამუხტავთ ძაბვაზე U 0, მაშინ საწყის დროს t 1 = 0, კონდენსატორის ფირფიტებზე დადგინდება ძაბვის U 0 და დამუხტვის q 0 = CU 0 ამპლიტუდის მნიშვნელობები.

სისტემის ჯამური ენერგია W უდრის ელექტრული ველის ენერგიას W el:

თუ წრე დახურულია, მაშინ დენი იწყებს დინებას. ემფ გამოჩნდება წრედში. თვითინდუქცია

ხვეულში თვითინდუქციის გამო, კონდენსატორი იხსნება არა მყისიერად, არამედ თანდათანობით (რადგან, ლენცის წესის მიხედვით, მიღებული ინდუქციური დენი თავისი მაგნიტური ველით ეწინააღმდეგება მაგნიტური ნაკადის ცვლილებას, რომლითაც იგი გამოწვეულია. , ინდუქციური დენის მაგნიტური ველი არ იძლევა დენის მაგნიტურ ნაკადს მყისიერად გაზრდის კონტურში). ამ შემთხვევაში, დენი თანდათან იზრდება, აღწევს მაქსიმალურ მნიშვნელობას I 0 დროს t 2 =T/4 და კონდენსატორის დამუხტვა ხდება ნულის ტოლი.

კონდენსატორის გამორთვისას ელექტრული ველის ენერგია მცირდება, მაგრამ ამავე დროს მაგნიტური ველის ენერგია იზრდება. წრედის ჯამური ენერგია კონდენსატორის განმუხტვის შემდეგ უდრის მაგნიტური ველის ენერგიას W m:

დროის მომდევნო მომენტში, დენი მიედინება იმავე მიმართულებით, მცირდება ნულამდე, რაც იწვევს კონდენსატორის დატენვას. დენი მყისიერად არ ჩერდება კონდენსატორის გამორთვის შემდეგ თვითინდუქციის გამო (ახლა ინდუქციური დენის მაგნიტური ველი არ იძლევა დენის მაგნიტურ ნაკადს წრეში მყისიერად შემცირების საშუალებას). t 3 \u003d T / 2 დროს, კონდენსატორის დამუხტვა კვლავ მაქსიმალურია და ტოლია საწყისი დატენვის q \u003d q 0, ძაბვა ასევე უდრის საწყის U \u003d U 0-ს, ხოლო წრეში დენი არის ნული I \u003d 0.

შემდეგ კონდენსატორი კვლავ იხსნება, დენი მიედინება ინდუქტორში საპირისპირო მიმართულებით. გარკვეული პერიოდის შემდეგ T სისტემა უბრუნდება საწყის მდგომარეობას. სრული რხევა დასრულებულია, პროცესი მეორდება.

მუხტისა და დენის სიძლიერის ცვლილების გრაფიკი წრეში თავისუფალი ელექტრომაგნიტური რხევებით აჩვენებს, რომ დენის სიძლიერის რყევები ჩამორჩება მუხტის რყევებს π/2-ით.

ნებისმიერ დროს, მთლიანი ენერგია არის:

თავისუფალი ვიბრაციებით, ხდება ელექტრული ენერგიის პერიოდული ტრანსფორმაცია ვ e, ინახება კონდენსატორში, მაგნიტურ ენერგიად ვმ კოჭა და პირიქით. თუ რხევის წრეში არ არის ენერგიის დანაკარგები, მაშინ სისტემის მთლიანი ელექტრომაგნიტური ენერგია მუდმივი რჩება.

უფასო ელექტრული ვიბრაციები მექანიკური ვიბრაციების მსგავსია. სურათზე ნაჩვენებია მუხტის ცვლილების გრაფიკები ქ(ტ) კონდენსატორი და მიკერძოება x(ტ) დატვირთვა წონასწორული პოზიციიდან, ასევე მიმდინარე გრაფიკები მე(ტ) და დატვირთვის სიჩქარე υ( ტ) რხევის ერთი პერიოდისთვის.

დემპინგის არარსებობის შემთხვევაში, არის თავისუფალი რხევები ელექტრულ წრეში ჰარმონიული, ანუ ხდება კანონის მიხედვით

ქ(ტ) = ქ 0 cos(ω ტ + φ 0)

Პარამეტრები ლდა Cრხევითი წრე განსაზღვრავს მხოლოდ თავისუფალი რხევების ბუნებრივ სიხშირეს და რხევების პერიოდს - ტომპსონის ფორმულა

Დიაპაზონი ქგანისაზღვრება 0 და საწყისი ფაზა φ 0 საწყისი პირობები, ანუ გზა, რომლითაც სისტემა წონასწორობიდან გამოიყვანეს.

მუხტის, ძაბვისა და დენის რყევებისთვის მიიღება ფორმულები:

კონდენსატორისთვის:

ქ(ტ) = ქ 0 და 0 ტ

U(ტ) = U 0 და 0 ტ

ინდუქტორისთვის:

მე(ტ) = მე 0 cos(ω 0 ტ+ π/2)

U(ტ) = U 0 cos(ω 0 ტ + π)

გავიხსენოთ რხევითი მოძრაობის ძირითადი მახასიათებლები:

ქ 0, U 0 , მე 0 - დიაპაზონიარის მერყევი სიდიდის უდიდესი მნიშვნელობის მოდული

T - პერიოდი- მინიმალური დროის ინტერვალი, რის შემდეგაც პროცესი მთლიანად მეორდება

ν - სიხშირე- რხევების რაოდენობა დროის ერთეულზე

ω - ციკლური სიხშირეარის რხევების რაოდენობა 2n წამში

φ - რხევის ფაზა- მნიშვნელობა, რომელიც დგას კოსინუსის (სინუსის) ნიშნის ქვეშ და ახასიათებს სისტემის მდგომარეობას ნებისმიერ დროს.

თავისუფალი ელექტრომაგნიტური რხევები ეს არის პერიოდული ცვლილება კონდენსატორზე დატენვის, დენის კოჭში, ასევე ელექტრული და მაგნიტური ველების რხევის წრეში, რომელიც ხდება შიდა ძალების გავლენის ქვეშ.

უწყვეტი ელექტრომაგნიტური რხევები

გამოიყენება ელექტრომაგნიტური რხევების აღგზნებისათვის რხევითი წრე , რომელიც შედგება სერიულად დაკავშირებული L ინდუქტორისა და C ტევადობის მქონე კონდენსატორისგან (ნახ. 17.1).

განვიხილოთ იდეალური წრე, ანუ წრე, რომლის ომური წინააღმდეგობა არის ნული (R=0). ამ წრეში რხევების აღგზნებისთვის აუცილებელია ან კონდენსატორის ფირფიტების ინფორმირება გარკვეული მუხტის შესახებ, ან ინდუქტორში დენის აღგზნება. დაე, კონდენსატორი დაიმუხტოს დროის საწყის მომენტში პოტენციალის სხვაობამდე U (ნახ. (ნახ. 17.2, ა); შესაბამისად, მას აქვს პოტენციური ენერგია.
.დროის ამ მომენტში, დენი კოჭში I \u003d 0 . რხევადი წრედის ეს მდგომარეობა ჰგავს α კუთხით გადახრილი მათემატიკური ქანქარის მდგომარეობას (ნახ. 17.3, ა). ამ დროს კოჭში დენი I=0. დამუხტული კონდენსატორის კოჭთან შეერთების შემდეგ, კონდენსატორზე მუხტების მიერ შექმნილი ელექტრული ველის მოქმედებით, წრეში თავისუფალი ელექტრონები დაიწყებენ მოძრაობას უარყოფითად დამუხტული კონდენსატორის ფირფიტიდან დადებითად დამუხტულზე. კონდენსატორი დაიწყებს გამონადენს და მზარდი დენი გამოჩნდება წრეში. ამ დენის ალტერნატიული მაგნიტური ველი წარმოქმნის მორევის ელექტრულ ველს. ეს ელექტრული ველი მიმართული იქნება დენის საპირისპიროდ და, შესაბამისად, არ დაუშვებს მას დაუყოვნებლივ მიაღწიოს მაქსიმალურ მნიშვნელობას. დინება თანდათან გაიზრდება. როდესაც წრეში ძალა აღწევს მაქსიმუმს, კონდენსატორზე დატენვა და ფირფიტებს შორის ძაბვა ნულის ტოლია. ეს მოხდება t = π/4 პერიოდის მეოთხედში. ამავე დროს, ენერგია ელექტრული ველი გადადის მაგნიტური ველის ენერგიაში W e =1/2C U 2 0 . ამ მომენტში, კონდენსატორის დადებითად დამუხტულ ფირფიტაზე იქნება იმდენი ელექტრონი, რომელიც გადავიდა მასზე, რომ მათი უარყოფითი მუხტი მთლიანად ანეიტრალებს იქ მყოფი იონების დადებით მუხტს. წრეში დენი დაიწყებს კლებას და მის მიერ შექმნილი მაგნიტური ველის ინდუქცია დაიწყებს კლებას. ცვალებადი მაგნიტური ველი კვლავ წარმოქმნის მორევის ელექტრულ ველს, რომელიც ამჯერად მიმართული იქნება დენის მიმართულებით. ამ ველის მხარდაჭერილი დენი იმავე მიმართულებით წავა და თანდათანობით დატენავს კონდენსატორს. თუმცა, როგორც მუხტი გროვდება კონდენსატორზე, საკუთარი ელექტრული ველი სულ უფრო შეანელებს ელექტრონების მოძრაობას და დენი წრეში სულ უფრო და უფრო ნაკლები გახდება. როდესაც დენი დაეცემა ნულამდე, კონდენსატორი მთლიანად დატენულია.

სისტემის მდგომარეობები გამოსახული ნახ. 17.2 და 17.3 შეესაბამება დროის თანმიმდევრულ წერტილებს თ = 0; ;;და თ.

თვითინდუქციური ემფ, რომელიც ხდება წრედში, ტოლია ძაბვის კონდენსატორის ფირფიტებზე: ε = U

და

ვარაუდით
, ვიღებთ

(17.1)

ფორმულა (17.1) მსგავსია მექანიკაში განხილული ჰარმონიული რხევების დიფერენციალური განტოლებისა; მისი გადაწყვეტილება იქნება

q = q max sin(ω 0 t+φ 0) (17.2)

სადაც q max არის ყველაზე დიდი (საწყისი) მუხტი კონდენსატორის ფირფიტებზე, ω 0 არის წრედის ბუნებრივი რხევების წრიული სიხშირე, φ 0 არის საწყისი ფაზა.

მიღებული ნოტაციის მიხედვით,
სადაც

(17.3)

გამოთქმა (17.3) ე.წ ტომსონის ფორმულა და გვიჩვენებს, რომ R=0-ზე ელექტრომაგნიტური რხევების პერიოდი, რომელიც ხდება წრედში, განისაზღვრება მხოლოდ ინდუქციური L და ტევადობის C მნიშვნელობებით.

ჰარმონიული კანონის თანახმად, იცვლება არა მხოლოდ კონდენსატორის ფირფიტების მუხტი, არამედ ძაბვა და დენი წრეში:

სადაც U m და I m არის ძაბვის და დენის ამპლიტუდები.

(17.2), (17.4), (17.5) გამონათქვამებიდან გამომდინარეობს, რომ წრეში მუხტის (ძაბვის) და დენის რყევები ფაზაში გადანაცვლებულია π/2-ით. შესაბამისად, დენი აღწევს თავის მაქსიმალურ მნიშვნელობას დროის იმ მომენტებში, როდესაც დატენვა (ძაბვა) კონდენსატორის ფირფიტებზე ნულის ტოლია და პირიქით.

კონდენსატორის დამუხტვისას მის ფირფიტებს შორის ჩნდება ელექტრული ველი, რომლის ენერგიაც არის

ან

როდესაც კონდენსატორი იხსნება ინდუქტორზე, მასში წარმოიქმნება მაგნიტური ველი, რომლის ენერგიაც არის

იდეალურ წრეში ელექტრული ველის მაქსიმალური ენერგია უდრის მაგნიტური ველის მაქსიმალურ ენერგიას:

დამუხტული კონდენსატორის ენერგია პერიოდულად იცვლება დროთა განმავლობაში კანონის მიხედვით

ან

Იმის გათვალისწინებით, რომ
, ვიღებთ

სოლენოიდის მაგნიტური ველის ენერგია დროთა განმავლობაში იცვლება კანონის მიხედვით

(17.6)

იმის გათვალისწინებით, რომ I m =q m ω 0, ვიღებთ

(17.7)

რხევადი წრედის ელექტრომაგნიტური ველის ჯამური ენერგია უდრის

W \u003d W e + W m \u003d (17.8)

იდეალურ წრეში მთლიანი ენერგია შენარჩუნებულია, ელექტრომაგნიტური რხევები არ არის დაცლილი.

დამსხვრეული ელექტრომაგნიტური რხევები

რეალურ რხევად წრედს აქვს ომური წინააღმდეგობა, ამიტომ მასში არსებული რხევები ტენიანდება. როგორც გამოიყენება ამ წრეში, Ohm-ის კანონი სრული წრედისთვის შეიძლება დაიწეროს ფორმით

(17.9)

ამ თანასწორობის გარდაქმნა:

და გააკეთეთ ჩანაცვლება:

და
, სადაც β არის შესუსტების კოეფიციენტი, მივიღებთ

(17.10) არის დამსხვრეული ელექტრომაგნიტური რხევების დიფერენციალური განტოლება .

ასეთ წრეში თავისუფალი რხევების პროცესი აღარ ემორჩილება ჰარმონიულ კანონს. რხევის ყოველი პერიოდისთვის წრეში შენახული ელექტრომაგნიტური ენერგიის ნაწილი გარდაიქმნება ჯოულის სიცხეში და რხევები ხდება ქრებოდა(სურ. 17.5). დაბალი აორთქლებისას ω ≈ ω 0 , დიფერენციალური განტოლების ამოხსნა იქნება ფორმის განტოლება

(17.11)

ელექტრულ წრეში დამსხვრეული ვიბრაციები მსგავსია ზამბარზე დატვირთვის დამსხვრეული მექანიკური ვიბრაციების ბლანტი ხახუნის არსებობისას.

ლოგარითმული დემპინგის კლება ტოლია

(17.12)

Დროის ინტერვალი
რომლის დროსაც რხევის ამპლიტუდა მცირდება e ≈ 2,7 კოეფიციენტით ე.წ. დაშლის დრო .

რხევითი სისტემის ხარისხის Q ფაქტორი განისაზღვრება ფორმულით:

(17.13)

RLC წრედისთვის ხარისხის ფაქტორი Q გამოიხატება ფორმულით

(17.14)

რადიოინჟინერიაში გამოყენებული ელექტრული სქემების ხარისხის კოეფიციენტი, როგორც წესი, რამდენიმე ათეულის ან თუნდაც ასეულის რიგია.

ელექტრული რხევები და ელექტრომაგნიტური ტალღები

მუხტის, დენის ან ძაბვის მნიშვნელობების ელექტრულ წრეში რხევებს ელექტრული რხევები ეწოდება. ცვლადი ელექტრული დენი არის ელექტრული რხევების ერთ-ერთი სახეობა.

მაღალი სიხშირის ელექტრული რხევები მიიღება უმეტეს შემთხვევაში რხევითი სქემის გამოყენებით.

რხევითი წრე არის დახურული წრე, რომელიც შედგება ინდუქციისგან ლდა კონტეინერები C.

წრედის ბუნებრივი რხევების პერიოდი:

და წრეში დენი იცვლება დამსხვრეული რხევების კანონის მიხედვით:

როდესაც რხევადი წრე ექვემდებარება ცვლად ემფ-ს, წრედში დგება იძულებითი რხევები. იძულებითი დენის რხევების ამპლიტუდა მუდმივ მნიშვნელობებზე ლ, C, რდამოკიდებულია წრედის ბუნებრივი რხევის სიხშირის თანაფარდობაზე და სინუსოიდური EMF-ის ცვლილების სიხშირეზე (ნახ. 1).

ბიო-სავარტ-ლაპლასის კანონის მიხედვით, გამტარობის დენი ქმნის მაგნიტურ ველს ძალის დახურული ხაზებით. ასეთ ველს ე.წ ედი.

ალტერნატიული გამტარობის დენი ქმნის ალტერნატიულ მაგნიტურ ველს. ალტერნატიული დენი, პირდაპირი დენისგან განსხვავებით, გადის კონდენსატორში; მაგრამ ეს დენი არ არის გამტარობის დენი; მას ჰქვია მიკერძოებული დენი. მიკერძოებული დენი არის დროში ცვალებადი ელექტრული ველი; ის ქმნის ალტერნატიულ მაგნიტურ ველს, როგორც ალტერნატიული გამტარობის დენი. მიკერძოებული დენის სიმკვრივე:

სივრცის თითოეულ წერტილში ელექტრული ველის ინდუქციის დროის ცვლილება ქმნის მონაცვლეობით მორევის მაგნიტურ ველს (ნახ. 2ა). ვექტორები ბწარმოქმნილი მაგნიტური ველი დევს ვექტორის პერპენდიკულარულ სიბრტყეში დ. მათემატიკური განტოლება, რომელიც გამოხატავს ამ ნიმუშს, ეწოდება მაქსველის პირველი განტოლება.

ელექტრომაგნიტური ინდუქციის დროს წარმოიქმნება ელექტრული ველი ძალის დახურული ხაზებით (მორევის ველი), რომელიც ვლინდება როგორც ინდუქციის EMF. სივრცის თითოეულ წერტილში, მაგნიტური ველის ინდუქციის ვექტორის დროის ცვლილება ქმნის მონაცვლეობით მორევის ელექტრულ ველს (ნახ. 2ბ). ვექტორები დწარმოქმნილი ელექტრული ველი დევს ვექტორის პერპენდიკულარულ სიბრტყეში ბ. მათემატიკური განტოლება, რომელიც აღწერს ამ ნიმუშს, ეწოდება მაქსველის მეორე განტოლება.

ცვლადი ელექტრული და მაგნიტური ველების ერთობლიობას, რომლებიც განუყოფლად არის დაკავშირებული ერთმანეთთან, ეწოდება ელექტრომაგნიტური ველი.

მაქსველის განტოლებიდან გამომდინარეობს, რომ ნებისმიერ წერტილში წარმოქმნილი ელექტრული (ან მაგნიტური) ველის დროის ცვლილება გადავა ერთი წერტილიდან მეორეზე და მოხდება ელექტრული და მაგნიტური ველების ურთიერთ გარდაქმნები.

ელექტრომაგნიტური ტალღები არის ელექტრული და მაგნიტური ველების ცვალებად სივრცეში ერთდროული გავრცელების პროცესი. ელექტრული და მაგნიტური ველების სიძლიერის ვექტორები ( ედა ჰ) ელექტრომაგნიტური ტალღის მიმართ არიან პერპენდიკულარული ერთმანეთს და ვექტორი ვგავრცელების სიჩქარე პერპენდიკულარულია იმ სიბრტყის, რომელშიც ორივე ვექტორი მდებარეობს ედა ჰ(ნახ.3), ეს ეხება ელექტრომაგნიტური ტალღების და შეუზღუდავი სივრცის გავრცელებას.

ვაკუუმში ელექტრომაგნიტური ტალღების გავრცელების სიჩქარე არ არის დამოკიდებული ტალღის სიგრძეზე და უდრის

ელექტრომაგნიტური ტალღების სიჩქარე სხვადასხვა მედიაში ნაკლებია ვიდრე სიჩქარე ვაკუუმში.

§ 3.5. ელექტრომაგნიტური რხევები და ტალღები

ელექტრომაგნიტური რხევები არის პერიოდული ცვლილებები ელექტრული წრეში ელექტრული და მაგნიტური რაოდენობით დროთა განმავლობაში.

რხევების დროს ხდება სისტემის ენერგიის ერთი ფორმიდან მეორეში გადაქცევის უწყვეტი პროცესი. ელექტრომაგნიტური ველის რხევების შემთხვევაში გაცვლა შეიძლება მოხდეს მხოლოდ ამ ველის ელექტრულ და მაგნიტურ კომპონენტებს შორის. უმარტივესი სისტემა, სადაც ეს პროცესი შეიძლება მოხდეს, არის რხევითი წრე. იდეალური რხევითი წრე (LC წრე) არის ელექტრული წრე, რომელიც შედგება კოჭისგან ინდუქციით. ლდა კონდენსატორი C.

განსხვავებით რეალური რხევითი სქემისგან, რომელსაც აქვს ელექტრული წინააღმდეგობა რ, იდეალური წრედის ელექტრული წინააღმდეგობა ყოველთვის ნულია. მაშასადამე, იდეალური რხევითი წრე არის რეალური წრედის გამარტივებული მოდელი.

განვიხილოთ პროცესები, რომლებიც ხდება რხევის წრეში. სისტემის წონასწორობიდან გამოსაყვანად, ჩვენ ვმუხტავთ კონდენსატორს ისე, რომ მის ფირფიტებზე იყოს Q მუხტი. მ. კონდენსატორის დატენვის და მასზე ძაბვის შესახებ ფორმულიდან ვხვდებით კონდენსატორზე მაქსიმალური ძაბვის მნიშვნელობას.
. წრეში არ არის დენი დროის ამ მომენტში, ე.ი.
. კონდენსატორის დამუხტვისთანავე, მისი ელექტრული ველის გავლენის ქვეშ, წრეში გამოჩნდება ელექტრული დენი, რომლის ღირებულება დროთა განმავლობაში გაიზრდება. კონდენსატორი ამ დროს დაიწყებს განმუხტვას, რადგან. ელექტრონები, რომლებიც ქმნიან დენს (შეგახსენებთ, რომ დადებითი მუხტების მოძრაობის მიმართულება აღებულია დენის მიმართულებად) ტოვებენ კონდენსატორის უარყოფით ფირფიტას და მიდიან დადებითზე. დამუხტვასთან ერთად ქდაძაბულობა შემცირდება u.კოჭის მეშვეობით მიმდინარე სიმტკიცის გაზრდით, წარმოიქმნება თვითინდუქციის EMF, რაც ხელს უშლის დენის სიძლიერის ცვლილებას (მატებას). შედეგად, რხევის წრეში დენის სიძლიერე გაიზრდება ნულიდან გარკვეულ მაქსიმალურ მნიშვნელობამდე არა მყისიერად, არამედ გარკვეული პერიოდის განმავლობაში, რომელიც განისაზღვრება კოჭის ინდუქციურობით. კონდენსატორის დატენვა ქმცირდება და დროის რაღაც მომენტში ხდება ნულის ტოლი ( ქ = 0, u= 0), კოჭში დენი მიაღწევს მაქსიმალურ მნიშვნელობას მე მ. კონდენსატორის ელექტრული ველის (და წინააღმდეგობის) გარეშე ელექტრონები, რომლებიც ქმნიან დენს, განაგრძობენ მოძრაობას ინერციით. ამ შემთხვევაში, კონდენსატორის ნეიტრალურ ფირფიტაზე მისული ელექტრონები მას უარყოფით მუხტს ანიჭებენ, ნეიტრალური ფირფიტიდან გამოსული ელექტრონები - დადებით მუხტს. კონდენსატორი იწყებს დატენვას ქ(და ძაბვა u), მაგრამ საპირისპირო ნიშნით, ე.ი. კონდენსატორი დატენულია. ახლა კონდენსატორის ახალი ელექტრული ველი ხელს უშლის ელექტრონების მოძრაობას, ამიტომ დენი იწყებს კლებას. ისევ და ისევ, ეს არ ხდება მყისიერად, რადგან ახლა თვითინდუქციური EMF ცდილობს ანაზღაუროს დენის შემცირება და "მხარდაჭერა" მას. და დენის ღირებულება მე მაღმოჩნდა მაქსიმალური დენიკონტურში. გარდა ამისა, მიმდინარე სიძლიერე ხდება ნულის ტოლი და კონდენსატორის მუხტი აღწევს მაქსიმალურ მნიშვნელობას ქ მ (U მ). და ისევ, კონდენსატორის ელექტრული ველის მოქმედებით, წრეში გამოჩნდება ელექტრული დენი, მაგრამ მიმართული საპირისპირო მიმართულებით, რომლის ღირებულება დროთა განმავლობაში გაიზრდება. და კონდენსატორი ამ დროს განმუხტავს. და ა.შ.

მას შემდეგ, რაც დატენვა კონდენსატორზე ქ(და ძაბვა u) განსაზღვრავს მისი ელექტრული ველის ენერგიას ვ ე და კოჭის დენი არის მაგნიტური ველის ენერგია wm შემდეგ დატენვის, ძაბვის და დენის სიძლიერის ცვლილებებთან ერთად შეიცვლება ენერგიებიც.

ელექტრომაგნიტური რხევები არის ელექტრული მუხტის, დენის სიძლიერის, ძაბვის რყევები, ელექტრული ველის სიძლიერის დაკავშირებული რყევები და მაგნიტური ველის ინდუქცია.

თავისუფალი ვიბრაციები არის ის, რაც ხდება დახურულ სისტემაში ამ სისტემის სტაბილური წონასწორობის მდგომარეობიდან გადახრის გამო. რაც შეეხება რხევის წრეს, ეს ნიშნავს, რომ თავისუფალი ელექტრომაგნიტური რხევები რხევის წრეში ხდება მას შემდეგ, რაც ენერგია მიეწოდება სისტემას (კონდენსატორის დამუხტვა ან დენი, რომელიც გადის კოჭში).

რხევების ციკლური სიხშირე და პერიოდი რხევების წრეში განისაზღვრება ფორმულებით:
,
.

მაქსველმა თეორიულად იწინასწარმეტყველა ელექტრომაგნიტური ტალღების არსებობა, ე.ი. ალტერნატიული ელექტრომაგნიტური ველი, რომელიც ვრცელდება სივრცეში სასრული სიჩქარით და შექმნა სინათლის ელექტრომაგნიტური თეორია.

ელექტრომაგნიტური ტალღა არის ვექტორების რხევების დროთა განმავლობაში სივრცეში გავრცელება და .

თუ სწრაფად ცვალებადი ელექტრული ველი წარმოიქმნება სივრცის ნებისმიერ წერტილში, მაშინ ის იწვევს ალტერნატიული მაგნიტური ველის გამოჩენას მეზობელ წერტილებში, რაც, თავის მხრივ, აღაგზნებს ალტერნატიული ელექტრული ველის გამოჩენას და ა.შ. რაც უფრო სწრაფად იცვლება მაგნიტური ველი (მეტი ), მით უფრო ინტენსიურია წარმოქმნილი ელექტრული ველი ედა პირიქით. ამრიგად, ინტენსიური ელექტრომაგნიტური ტალღების წარმოქმნის აუცილებელი პირობაა ელექტრომაგნიტური რხევების საკმარისად მაღალი სიხშირე.

მაქსველის განტოლებიდან გამომდინარეობს, რომ თავისუფალ სივრცეში, სადაც არ არის დენი და მუხტი ( ჯ=0, ქ=0) ელექტრომაგნიტური ტალღები განივია, ე.ი. ტალღის სიჩქარის ვექტორი ვექტორების პერპენდიკულარული და და ვექტორები
შექმენით მარჯვენა ხელის სამეული.

მ
ელექტრომაგნიტური ტალღის მოდელი ნაჩვენებია ფიგურაში. ეს არის სიბრტყის ხაზოვანი პოლარიზებული ტალღა. ტალღის სიგრძე
, სად თარის რხევის პერიოდი, - რხევის სიხშირე. ოპტიკასა და რადიოფიზიკაში ელექტრომაგნიტური ტალღის მოდელი გამოიხატება ვექტორებით.
. მაქსველის განტოლებიდან გამომდინარეობს
. ეს ნიშნავს, რომ მოგზაურობის ელექტრომაგნიტურ ტალღაში ვექტორების რხევები და ხდება იმავე ფაზაში და ნებისმიერ დროს ტალღის ელექტრული ენერგია მაგნიტურის ტოლია.

ელექტრომაგნიტური ტალღის სიჩქარე გარემოში
სადაც ვარის ელექტრომაგნიტური ტალღის სიჩქარე მოცემულ გარემოში,
,თანარის ელექტრომაგნიტური ტალღის სიჩქარე ვაკუუმში, სინათლის სიჩქარის ტოლი.

გამოვიტანოთ ტალღის განტოლება.

როგორც ცნობილია რხევების თეორიიდან, x ღერძის გასწვრივ გავრცელებული სიბრტყე ტალღის განტოლება
, სად
- მერყევი მნიშვნელობა (ამ შემთხვევაში E ან H), v - ტალღის სიჩქარე, ω არის ციკლური რხევის სიხშირე.

ასე რომ, ტალღის განტოლება
ჩვენ ორჯერ განვასხვავებთ მას ტდა მიერ x.
,
. აქედან ვიღებთ
. ანალოგიურად, შეგიძლიათ მიიღოთ
. ზოგად შემთხვევაში, როდესაც ტალღა ვრცელდება თვითნებური მიმართულებით, ეს განტოლებები უნდა დაიწეროს როგორც:
,
. გამოხატულება
ლაპლასის ოპერატორს უწოდებენ. ამრიგად,

. ამ გამოთქმებს ტალღის განტოლებები ეწოდება.

რხევის წრეში ხდება კონდენსატორის ელექტრული ენერგიის პერიოდული გადაქცევა
ინდუქტორის მაგნიტურ ენერგიაში
. რხევის პერიოდი
. ამ შემთხვევაში ელექტრომაგნიტური ტალღების გამოსხივება მცირეა, რადგან. ელექტრული ველი კონცენტრირებულია კონდენსატორში, ხოლო მაგნიტური ველი კონცენტრირებულია სოლენოიდის შიგნით. იმისათვის, რომ გამოსხივება შესამჩნევი იყოს, თქვენ უნდა გაზარდოთ მანძილი კონდენსატორის ფირფიტებს შორის თანდა ხვეული ტრიალებს ლ. ამ შემთხვევაში, ველის მიერ დაკავებული მოცულობა გაიზრდება, ლდა თან– შემცირდება, ე.ი. გაიზრდება რხევების სიხშირე.

ექსპერიმენტულად, ელექტრომაგნიტური ტალღები პირველად მიიღო ჰერცმა (1888) მის მიერ გამოგონილი ვიბრატორის გამოყენებით. პოპოვმა (1896) გამოიგონა რადიო, ე.ი. იყენებდა ელექტრომაგნიტურ ტალღებს ინფორმაციის გადასაცემად.

ელექტრომაგნიტური ტალღის მიერ გადატანილი ენერგიის დასახასიათებლად შემოღებულია ენერგიის ნაკადის სიმკვრივის ვექტორი. ის ტოლია ტალღის მიერ 1 წამში გადატანილი ენერგიის ერთეული ფართობის სიჩქარის ვექტორზე პერპენდიკულარული .
სადაც
არის მოცულობითი ენერგიის სიმკვრივე, v არის ტალღის სიჩქარე.

ნაყარი ენერგიის სიმკვრივე
შედგება ელექტრული და მაგნიტური ველის ენერგიისგან
.

იმის გათვალისწინებით
, შეიძლება დაიწეროს
. აქედან გამომდინარეობს ენერგიის ნაკადის სიმკვრივე. Იმდენად, რამდენადაც
, ვიღებთ
. ეს არის Umov-Poynting ვექტორი.

ელექტრომაგნიტური ტალღების მასშტაბი არის ელექტრომაგნიტური ტალღების დიაპაზონების განლაგება მათი ტალღის λ სიგრძისა და შესაბამისი თვისებების მიხედვით.

1) რადიოტალღები. ტალღის სიგრძე λ არის ასობით კილომეტრიდან სანტიმეტრამდე. რადიოტექნიკა გამოიყენება გენერირებისთვის და რეგისტრაციისთვის.

2) მიკროტალღური რეგიონი λ 10 სმ-დან 0,1 სმ-მდე ეს არის რადარის დიაპაზონი ან მიკროტალღური (სუპერ მაღალი სიხშირის) დიაპაზონი. ამ ტალღების გენერირებისთვის და რეგისტრაციისთვის არის სპეციალური მიკროტალღური მოწყობილობა.

3) ინფრაწითელი (IR) რეგიონი λ~1მმ 800ნმ. რადიაციის წყაროები გაცხელებული სხეულებია. მიმღები - თერმული ფოტოცელები, თერმოელემენტები, ბოლომეტრები.

4) ადამიანის თვალით აღქმული ხილული სინათლე. λ~0,76 0,4 მკმ.

5) ულტრაიისფერი (UV) რეგიონი λ~400 10 ნმ. წყაროები - გაზის გამონადენი. ინდიკატორები - ფოტოგრაფიული ფირფიტები.

6) რენტგენის გამოსხივება λ~10ნმ 10 -3 ნმ. წყაროები - რენტგენის მილები. ინდიკატორები - ფოტოგრაფიული ფირფიტები.

7) γ-სხივები λ<10пм. Источники – радиоактивные превращения. Индикаторы – специальные счетчики.