MGA ELECTROMAGNETIC OSCILLATIONS.
LIBRE AT PILIT NA ELECTRIC OSCILLATIONS.

Electromagnetic oscillations - magkakaugnay na oscillations ng electric at magnetic field.

Lumilitaw ang mga electromagnetic oscillations sa iba't ibang mga electrical circuit. Sa kasong ito, ang magnitude ng singil, boltahe, kasalukuyang lakas, lakas ng electric field, magnetic field induction at iba pang electrodynamic na dami ay nagbabago.

Ang mga libreng electromagnetic oscillations ay nangyayari sa isang electromagnetic system pagkatapos itong alisin sa equilibrium, halimbawa, sa pamamagitan ng pag-charge ng capacitor o pagpapalit ng current sa isang circuit section.

Ang mga ito ay damped oscillations, dahil ang enerhiya na ipinadala sa system ay ginugugol sa pag-init at iba pang mga proseso.

Sapilitang electromagnetic oscillations - undamped oscillations sa circuit na dulot ng panlabas na pana-panahong pagbabago ng sinusoidal EMF.

Ang mga electromagnetic oscillations ay inilarawan ng parehong mga batas tulad ng mga mekanikal, bagaman ang pisikal na katangian ng mga oscillations na ito ay ganap na naiiba.

Ang mga electrical oscillations ay isang espesyal na kaso ng mga electromagnetic, kapag ang mga oscillations ng mga electrical quantity lamang ay isinasaalang-alang. Sa kasong ito, pinag-uusapan nila ang tungkol sa alternating current, boltahe, kapangyarihan, atbp.

OSCILLATORY CIRCUIT

Ang isang oscillatory circuit ay isang de-koryenteng circuit na binubuo ng isang capacitor na may capacitance C, isang inductor L at isang risistor na may resistance R na konektado sa serye.

Ang estado ng stable equilibrium ng oscillatory circuit ay nailalarawan sa pamamagitan ng pinakamababang enerhiya ng electric field (ang kapasitor ay hindi sinisingil) at ang magnetic field (walang kasalukuyang sa pamamagitan ng coil).

Mga dami na nagpapahayag ng mga katangian ng system mismo (mga parameter ng system): L at m, 1/C at k

mga dami na nagpapakilala sa estado ng system:

mga dami na nagpapahayag ng rate ng pagbabago sa estado ng system: u = x"(t) at i = q"(t).

MGA KATANGIAN NG ELECTROMAGNETIC OSCILLATIONS

Ito ay maaaring ipakita na ang equation ng libreng vibrations para sa isang bayad q = q(t) Ang kapasitor sa circuit ay may anyo

saan q" ay ang pangalawang derivative ng charge na may kinalaman sa oras. Halaga

ay ang cyclic frequency. Ang parehong mga equation ay naglalarawan ng mga pagbabago sa kasalukuyang, boltahe, at iba pang mga dami ng elektrikal at magnetic.

Isa sa mga solusyon sa equation (1) ay ang harmonic function

Ang oscillation period sa circuit ay ibinibigay ng formula (Thomson):

Ang halaga φ \u003d ώt + φ 0, na nasa ilalim ng tanda ng sine o cosine, ay ang yugto ng oscillation.

Tinutukoy ng phase ang estado ng oscillating system sa anumang oras t.

Ang kasalukuyang sa circuit ay katumbas ng derivative ng singil na may paggalang sa oras, maaari itong ipahayag

Upang mas malinaw na ipahayag ang phase shift, lumipat tayo mula sa cosine patungo sa sine

AC ELECTRIC CURRENT

1. Ang Harmonic EMF ay nangyayari, halimbawa, sa isang frame na umiikot sa isang pare-pareho ang angular velocity sa isang pare-parehong magnetic field na may induction B. Magnetic flux F, tumatagos sa frame kasama ang lugar S,

nasaan ang anggulo sa pagitan ng normal sa frame at ng magnetic induction vector.

Ayon sa batas ng electromagnetic induction ng Faraday, ang EMF ng induction ay katumbas ng

kung saan ang rate ng pagbabago ng flux ng magnetic induction.

Ang isang harmonically varying magnetic flux induces isang sinusoidal induction EMF

nasaan ang amplitude value ng induction emf.

2. Kung ikinonekta mo ang isang mapagkukunan ng panlabas na harmonic EMF sa circuit

pagkatapos ay magaganap ang sapilitang mga oscillation sa loob nito, na nagaganap sa isang cyclic frequency ώ na tumutugma sa dalas ng pinagmulan.

Sa kasong ito, ang sapilitang mga oscillation ay gumagawa ng isang singil q, ang potensyal na pagkakaiba u, kasalukuyang lakas i at iba pang pisikal na dami. Ang mga ito ay undamped oscillations, dahil ang enerhiya ay ibinibigay sa circuit mula sa isang pinagmulan, na nagbabayad para sa mga pagkalugi. Harmoniously pagbabago ng kasalukuyang, boltahe at iba pang mga dami sa circuit ay tinatawag na mga variable. Malinaw na nag-iiba ang mga ito sa magnitude at direksyon. Ang mga alon at boltahe na nag-iiba lamang sa magnitude ay tinatawag na pulsating.

Sa mga pang-industriyang AC circuit sa Russia, ang dalas ng 50 Hz ay ​​pinagtibay.

Upang kalkulahin ang dami ng init na Q na inilabas kapag ang isang alternating current ay dumaan sa isang konduktor na may aktibong resistensya R, ang pinakamataas na halaga ng kapangyarihan ay hindi magagamit, dahil ito ay naaabot lamang sa ilang mga punto ng oras. Kinakailangang gamitin ang average na kapangyarihan para sa panahon - ang ratio ng kabuuang enerhiya W na pumapasok sa circuit para sa panahon sa halaga ng panahon:

Samakatuwid, ang dami ng init na inilabas sa panahong T:

Ang epektibong halaga I ng alternating current ay katumbas ng lakas ng naturang direktang kasalukuyang, na, sa isang oras na katumbas ng panahon T, ay naglalabas ng parehong dami ng init bilang ang alternating current:

Kaya ang epektibong halaga ng kasalukuyang

Katulad na epektibong halaga ng boltahe

TRANSFORMER

Transformer- isang aparato na nagpapataas o nagpapababa ng boltahe nang maraming beses nang halos walang pagkawala ng enerhiya.

Ang transpormer ay binubuo ng isang bakal na core na binuo mula sa magkahiwalay na mga plato, kung saan ang dalawang coils na may wire windings ay naka-mount. Ang pangunahing paikot-ikot ay konektado sa isang alternating na pinagmumulan ng boltahe, at ang mga aparato na kumukonsumo ng kuryente ay konektado sa pangalawa.

ang halaga

tinatawag na ratio ng pagbabago. Para sa step-down transformer K> 1, para sa step-up K< 1.

Halimbawa. Ang singil sa mga plato ng kapasitor ng oscillatory circuit ay nagbabago sa paglipas ng panahon alinsunod sa equation. Hanapin ang panahon at dalas ng mga oscillations sa circuit, ang cyclic frequency, ang amplitude ng charge oscillations at ang amplitude ng kasalukuyang oscillations. Isulat ang equation na i = i(t) na nagpapahayag ng dependence ng kasalukuyang lakas sa oras.

Ito ay sumusunod mula sa equation na . Ang panahon ay tinutukoy ng cyclic frequency formula

Dalas ng oscillation

Ang pag-asa ng kasalukuyang lakas sa oras ay may anyo:

Kasalukuyang amplitude.

Sagot: ang singil ay umuusad na may panahon na 0.02 s at dalas ng 50 Hz, na tumutugma sa isang cyclic frequency na 100 rad / s, ang amplitude ng kasalukuyang mga oscillations ay 510 3 A, ang kasalukuyang mga pagbabago ayon sa batas:

i=-5000sin100t

Mga gawain at pagsusulit sa paksang "Topic 10. "Electromagnetic oscillations and waves.""

• Transverse at longitudinal waves. Haba ng daluyong - Mga mekanikal na oscillations at alon. Sound grade 9

Libreng electromagnetic oscillations ito ay isang panaka-nakang pagbabago sa singil sa kapasitor, ang kasalukuyang sa likid, pati na rin ang mga electric at magnetic field sa oscillatory circuit, na nagaganap sa ilalim ng impluwensya ng mga panloob na pwersa.

Patuloy na electromagnetic oscillations

Ginagamit upang pukawin ang mga electromagnetic oscillations oscillatory circuit , na binubuo ng isang inductor L na konektado sa serye at isang kapasitor na may kapasidad C (Larawan 17.1).

Isaalang-alang ang isang perpektong circuit, ibig sabihin, isang circuit na ang ohmic resistance ay zero (R=0). Upang pukawin ang mga oscillations sa circuit na ito, kinakailangan upang ipaalam ang mga capacitor plate ng isang tiyak na singil, o upang pukawin ang isang kasalukuyang sa inductor. Hayaang ma-charge ang kapasitor sa isang potensyal na pagkakaiba U (Fig. (Larawan 17.2, a); samakatuwid, mayroon itong potensyal na enerhiya
.Sa puntong ito sa oras, ang kasalukuyang sa coil I \u003d 0 . Ang estadong ito ng oscillatory circuit ay katulad ng estado ng isang mathematical pendulum na pinalihis ng isang anggulo α (Larawan 17.3, a). Sa oras na ito, ang kasalukuyang sa coil I=0. Matapos ikonekta ang sisingilin na kapasitor sa coil, sa ilalim ng impluwensya ng electric field na nilikha ng mga singil sa kapasitor, ang mga libreng electron sa circuit ay magsisimulang lumipat mula sa negatibong sisingilin na capacitor plate patungo sa positibong sisingilin. Ang kapasitor ay magsisimulang mag-discharge, at isang pagtaas ng kasalukuyang lilitaw sa circuit. Ang alternating magnetic field ng kasalukuyang ito ay bubuo ng vortex electric field. Ang electric field na ito ay ididirekta sa tapat ng kasalukuyang at samakatuwid ay hindi papayagan itong agad na maabot ang pinakamataas na halaga nito. Ang kasalukuyang ay tataas nang paunti-unti. Kapag ang puwersa sa circuit ay umabot sa maximum nito, ang singil sa kapasitor at ang boltahe sa pagitan ng mga plato ay zero. Mangyayari ito sa isang-kapat ng panahon t = π/4. Kasabay nito, ang enerhiya ang electric field ay napupunta sa enerhiya ng magnetic field W e =1/2C U 2 0 . Sa sandaling ito, sa positibong sisingilin na plato ng kapasitor magkakaroon ng napakaraming mga electron na dumaan dito na ang kanilang negatibong singil ay ganap na neutralisahin ang positibong singil ng mga ion na naroroon. Ang kasalukuyang sa circuit ay magsisimulang bumaba at ang induction ng magnetic field na nilikha nito ay magsisimulang bumaba. Ang nagbabagong magnetic field ay muling bubuo ng vortex electric field, na sa pagkakataong ito ay ididirekta sa parehong direksyon tulad ng kasalukuyang. Ang kasalukuyang suportado ng patlang na ito ay pupunta sa parehong direksyon at unti-unting muling magkarga ng kapasitor. Gayunpaman, habang ang singil ay naipon sa kapasitor, ang sarili nitong electric field ay lalong magpapabagal sa paggalaw ng mga electron, at ang kasalukuyang nasa circuit ay magiging mas kaunti. Kapag ang kasalukuyang ay bumaba sa zero, ang kapasitor ay ganap na recharged.

Ang mga estado ng system na inilalarawan sa fig. 17.2 at 17.3 tumutugma sa sunud-sunod na mga punto sa oras T = 0; ;;at T.

Ang self-induction emf na nangyayari sa circuit ay katumbas ng boltahe sa mga capacitor plate: ε = U

at

Ipagpalagay
, nakukuha namin

(17.1)

Ang formula (17.1) ay katulad ng differential equation ng harmonic oscillations na isinasaalang-alang sa mechanics; magiging desisyon niya

q = q max sin(ω 0 t+φ 0) (17.2)

kung saan ang q max ay ang pinakamalaking (initial) na singil sa mga capacitor plate, ω 0 ay ang pabilog na dalas ng natural na mga oscillations ng circuit, φ 0 ay ang paunang yugto.

Ayon sa tinanggap na notasyon,
saan

(17.3)

Expression (17.3) ay tinatawag Formula ni Thomson at ipinapakita na sa R=0, ang panahon ng mga electromagnetic oscillations na nangyayari sa circuit ay tinutukoy lamang ng mga halaga ng inductance L at capacitance C.

Ayon sa harmonic law, hindi lamang nagbabago ang singil sa mga capacitor plate, kundi pati na rin ang boltahe at kasalukuyang sa circuit:

kung saan ang U m at I m ​​ay boltahe at kasalukuyang amplitude.

Mula sa mga expression (17.2), (17.4), (17.5) sumusunod na ang singil (boltahe) at kasalukuyang pagbabagu-bago sa circuit ay phase-shifted ng π/2. Dahil dito, ang kasalukuyang umabot sa pinakamataas na halaga nito sa mga sandaling iyon kapag ang singil (boltahe) sa mga plato ng kapasitor ay zero, at kabaliktaran.

Kapag sinisingil ang isang kapasitor, lumilitaw ang isang electric field sa pagitan ng mga plato nito, kung saan ang enerhiya ay

o

Kapag ang isang kapasitor ay pinalabas sa isang inductor, isang magnetic field ang lumitaw dito, ang enerhiya na kung saan ay

Sa isang perpektong circuit, ang maximum na enerhiya ng electric field ay katumbas ng maximum na enerhiya ng magnetic field:

Ang enerhiya ng isang sisingilin na kapasitor ay pana-panahong nagbabago sa oras ayon sa batas

o

Kung ganoon
, nakukuha namin

Ang enerhiya ng magnetic field ng solenoid ay nag-iiba sa oras ayon sa batas

(17.6)

Isinasaalang-alang na ako m ​​=q m ω 0 , nakuha namin

(17.7)

Ang kabuuang enerhiya ng electromagnetic field ng oscillatory circuit ay katumbas ng

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

Sa isang perpektong circuit, ang kabuuang enerhiya ay natipid, ang mga electromagnetic oscillations ay hindi nababalot.

Damped electromagnetic oscillations

Ang isang tunay na oscillatory circuit ay may ohmic resistance, kaya ang mga oscillations sa loob nito ay damped. Tulad ng inilapat sa circuit na ito, ang batas ng Ohm para sa kumpletong circuit ay maaaring isulat sa form

(17.9)

Pagbabago sa pagkakapantay-pantay na ito:

at ginagawa ang pagpapalit:

at
, kung saan ang β ay ang attenuation coefficient, nakukuha natin

(17.10) ay differential equation ng damped electromagnetic oscillations .

Ang proseso ng mga libreng oscillations sa naturang circuit ay hindi na sumusunod sa harmonic law. Para sa bawat panahon ng oscillation, bahagi ng electromagnetic energy na nakaimbak sa circuit ay na-convert sa Joule heat, at ang mga oscillations ay nagiging kumukupas(Larawan 17.5). Sa mababang pamamasa ω ≈ ω 0 , ang solusyon ng differential equation ay magiging equation ng form

(17.11)

Ang mga damped vibrations sa isang electric circuit ay katulad ng damped mechanical vibrations ng isang load sa isang spring sa pagkakaroon ng viscous friction.

Ang logarithmic damping decrement ay katumbas ng

(17.12)

Agwat ng oras
kung saan ang oscillation amplitude ay bumababa ng isang factor ng e ≈ 2.7 ay tinatawag oras ng pagkabulok .

Quality factor Q ng oscillatory system ay tinutukoy ng formula:

(17.13)

Para sa isang RLC circuit, ang quality factor Q ay ipinahayag ng formula

(17.14)

Ang kadahilanan ng kalidad ng mga de-koryenteng circuit na ginagamit sa inhinyero ng radyo ay karaniwang nasa pagkakasunud-sunod ng ilang sampu o kahit na daan-daan.

Isaalang-alang ang sumusunod na oscillatory circuit. Ipinapalagay namin na ang paglaban nito R ay napakaliit na maaari itong mapabayaan.

Ang kabuuang electromagnetic energy ng oscillatory circuit sa anumang oras ay magiging katumbas ng kabuuan ng enerhiya ng kapasitor at ang enerhiya ng magnetic field ng kasalukuyang. Ang sumusunod na formula ay gagamitin upang kalkulahin ito:

W = L*i^2/2 + q^2/(2*C).

Ang kabuuang electromagnetic na enerhiya ay hindi magbabago sa paglipas ng panahon, dahil walang pagkawala ng enerhiya sa pamamagitan ng paglaban. Bagama't magbabago ang mga bahagi nito, palaging magdaragdag sila ng hanggang sa parehong bilang. Ibinigay ito ng batas ng konserbasyon ng enerhiya.

Mula dito posible na makakuha ng mga equation na naglalarawan ng mga libreng oscillations sa isang electrical oscillatory circuit. Ang equation ay magiging ganito:

q"' = -(1/(L*C))*q.

Ang parehong equation, hanggang sa notasyon, ay nakuha kapag naglalarawan ng mga mekanikal na vibrations. Dahil sa pagkakatulad sa pagitan ng mga ganitong uri ng oscillations, maaari nating isulat ang isang formula na naglalarawan ng mga electromagnetic oscillations.

Dalas at panahon ng mga electromagnetic oscillations

Ngunit una, harapin natin ang dalas at panahon ng mga electromagnetic oscillations. Ang halaga ng dalas ng mga natural na vibrations ay maaaring makuha muli mula sa isang pagkakatulad sa mekanikal na vibrations. Ang koepisyent k/m ay magiging katumbas ng parisukat ng natural na dalas.

Samakatuwid, sa aming kaso, ang parisukat mga frequency ang libreng vibrations ay magiging katumbas ng 1/(L*C)

ω0 = 1/√(L*C).

Mula rito panahon libreng vibrations:

T = 2*pi/ω0 = 2*pi*√(L*C).

Ang formula na ito ay tinatawag na Mga formula ni Thompson. Ito ay sumusunod mula dito na ang panahon ng oscillation ay tumataas na may pagtaas sa kapasidad ng kapasitor o ang inductance ng coil. Ang mga konklusyon na ito ay lohikal, dahil sa pagtaas ng kapasidad, ang oras na ginugol sa pagsingil ng kapasitor ay tumataas, at sa pagtaas ng inductance, ang kasalukuyang sa circuit ay tataas nang mas mabagal, dahil sa self-induction.

Charge fluctuation equation Ang kapasitor ay inilarawan ng sumusunod na formula:

q = qm*cos(ω0*t), kung saan ang qm ay ang amplitude ng capacitor charge oscillations.

Ang kasalukuyang lakas sa oscillatory circuit circuit ay gagawa din ng mga harmonic oscillations:

I = q'= Im*cos(ω0*t+pi/2).

Narito ako ay ang amplitude ng kasalukuyang mga oscillations. Tandaan na sa pagitan ng mga pagbabagu-bago ng singil at ang kasalukuyang lakas ay may pagkakaiba sa mga vase na katumbas ng pi / 2.
Ang figure sa ibaba ay nagpapakita ng mga graph ng mga pagbabagong ito.

Muli, sa pamamagitan ng pagkakatulad sa mga mekanikal na panginginig ng boses, kung saan ang mga pagbabago sa bilis ng isang katawan ay nauuna sa pamamagitan ng pi / 2 ng mga pagbabago sa mga coordinate ng katawan na ito.
Sa totoong mga kondisyon, imposibleng pabayaan ang paglaban ng oscillatory circuit, at samakatuwid ang mga oscillations ay mada-damed.

Sa isang napakalaking resistensya R, ang mga oscillation ay maaaring hindi magsimula sa lahat. Sa kasong ito, ang enerhiya ng kapasitor ay inilabas sa anyo ng init sa paglaban.

• Electromagnetic vibrations ay mga panaka-nakang pagbabago sa paglipas ng panahon sa mga dami ng elektrikal at magnetic sa isang de-koryenteng circuit.

• Libre ay tinatawag na ganyan pagbabagu-bago, na lumitaw sa isang saradong sistema dahil sa paglihis ng sistemang ito mula sa isang estado ng matatag na ekwilibriyo.

Sa panahon ng mga oscillations, ang isang tuluy-tuloy na proseso ng pagbabago ng enerhiya ng system mula sa isang anyo patungo sa isa pa ay nagaganap. Sa kaso ng mga oscillations ng electromagnetic field, ang palitan ay maaari lamang maganap sa pagitan ng mga electric at magnetic na bahagi ng field na ito. Ang pinakasimpleng sistema kung saan maaaring maganap ang prosesong ito ay oscillatory circuit.

• Ang perpektong oscillatory circuit (LC circuit) - isang de-koryenteng circuit na binubuo ng isang inductance coil L at isang kapasitor C.

Hindi tulad ng isang tunay na oscillatory circuit, na may electrical resistance R, ang electrical resistance ng isang perpektong circuit ay palaging zero. Samakatuwid, ang isang perpektong oscillatory circuit ay isang pinasimple na modelo ng isang tunay na circuit.

Ang Figure 1 ay nagpapakita ng isang diagram ng isang perpektong oscillatory circuit.

Enerhiya ng circuit

Kabuuang enerhiya ng oscillatory circuit

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

saan Kami- ang enerhiya ng electric field ng oscillatory circuit sa isang naibigay na oras, MULA SA ay ang kapasidad ng kapasitor, u- ang halaga ng boltahe sa kapasitor sa isang naibigay na oras, q- ang halaga ng singil ng kapasitor sa isang naibigay na oras, Wm- ang enerhiya ng magnetic field ng oscillatory circuit sa isang naibigay na oras, L- coil inductance, i- ang halaga ng kasalukuyang sa coil sa isang naibigay na oras.

Mga proseso sa oscillatory circuit

Isaalang-alang ang mga prosesong nagaganap sa oscillatory circuit.

Upang alisin ang circuit mula sa posisyon ng balanse, sinisingil namin ang kapasitor upang mayroong singil sa mga plato nito Q m(Larawan 2, posisyon 1 ). Isinasaalang-alang ang equation \(U_(m)=\dfrac(Q_(m))(C)\) nakita namin ang halaga ng boltahe sa kapasitor. Walang kasalukuyang sa circuit sa puntong ito sa oras, i.e. i = 0.

Matapos isara ang susi, sa ilalim ng pagkilos ng electric field ng kapasitor, lilitaw ang isang electric current sa circuit, ang kasalukuyang lakas i na tataas sa paglipas ng panahon. Ang kapasitor sa oras na ito ay magsisimulang mag-discharge, dahil. ang mga electron na lumilikha ng kasalukuyang (pinaaalala ko sa iyo na ang direksyon ng paggalaw ng mga positibong singil ay kinuha bilang direksyon ng kasalukuyang) umalis sa negatibong plato ng kapasitor at pumunta sa positibo (tingnan ang Fig. 2, posisyon 2 ). Kasama ng bayad q bababa ang tensyon u\(\left(u = \dfrac(q)(C) \right).\) Habang tumataas ang kasalukuyang lakas, lalabas ang isang self-induction emf sa pamamagitan ng coil, na pumipigil sa pagbabago sa kasalukuyang lakas. Bilang isang resulta, ang kasalukuyang lakas sa oscillatory circuit ay tataas mula sa zero hanggang sa isang tiyak na pinakamataas na halaga hindi kaagad, ngunit sa isang tiyak na tagal ng panahon, na tinutukoy ng inductance ng coil.

Pagsingil ng kapasitor q bumababa at sa ilang mga punto sa oras ay magiging katumbas ng zero ( q = 0, u= 0), ang kasalukuyang nasa coil ay aabot sa isang tiyak na halaga ako m(tingnan ang fig. 2, posisyon 3 ).

Kung wala ang electric field ng capacitor (at resistance), ang mga electron na lumilikha ng kasalukuyang ay patuloy na gumagalaw sa pamamagitan ng inertia. Sa kasong ito, ang mga electron na dumarating sa neutral na plato ng kapasitor ay nagbibigay ito ng negatibong singil, ang mga electron na umaalis sa neutral na plato ay nagbibigay ito ng positibong singil. Nagsisimulang mag-charge ang kapasitor q(at boltahe u), ngunit sa kabaligtaran ng tanda, i.e. ang kapasitor ay recharged. Ngayon ang bagong electric field ng kapasitor ay pumipigil sa mga electron mula sa paglipat, kaya ang kasalukuyang i nagsisimula nang bumaba (tingnan ang Fig. 2, posisyon 4 ). Muli, hindi ito nangyayari kaagad, dahil ngayon ang self-induction EMF ay naghahanap upang mabayaran ang pagbaba sa kasalukuyang at "sinusuportahan" ito. At ang halaga ng kasalukuyang ako m(buntis 3 ) Kinalabasan pinakamataas na kasalukuyang sa tabas.

At muli, sa ilalim ng pagkilos ng electric field ng kapasitor, isang electric current ang lilitaw sa circuit, ngunit nakadirekta sa kabaligtaran na direksyon, ang kasalukuyang lakas. i na tataas sa paglipas ng panahon. At ang kapasitor ay ilalabas sa oras na ito (tingnan ang Fig. 2, posisyon 6 ) sa zero (tingnan ang Fig. 2, posisyon 7 ). At iba pa.

Dahil ang singil sa kapasitor q(at boltahe u) tinutukoy ang enerhiya nito sa electric field Kami\(\left(W_(e)=\dfrac(q^(2))(2C)=\dfrac(C \cdot u^(2))(2) \right),\) at ang kasalukuyang nasa coil i- enerhiya ng magnetic field wm\(\left(W_(m)=\dfrac(L \cdot i^(2))(2) \right),\) pagkatapos kasama ang mga pagbabago sa singil, boltahe at kasalukuyang, magbabago din ang mga enerhiya.

Mga pagtatalaga sa talahanayan:

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

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

Ang kabuuang enerhiya ng isang perpektong oscillatory circuit ay natipid sa paglipas ng panahon, dahil mayroong pagkawala ng enerhiya sa loob nito (walang pagtutol). Pagkatapos

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

Kaya, sa isip LC- ang circuit ay makakaranas ng panaka-nakang pagbabago sa kasalukuyang mga halaga ng lakas i, singilin q at stress u, at ang kabuuang enerhiya ng circuit ay mananatiling pare-pareho. Sa kasong ito, sinasabi namin na mayroon libreng electromagnetic oscillations.

• Libreng electromagnetic oscillations sa circuit - ito ay mga panaka-nakang pagbabago sa singil sa mga capacitor plate, kasalukuyang lakas at boltahe sa circuit, na nagaganap nang walang pag-ubos ng enerhiya mula sa mga panlabas na mapagkukunan.

Kaya, ang paglitaw ng mga libreng electromagnetic oscillations sa circuit ay dahil sa recharging ng capacitor at ang paglitaw ng self-induction EMF sa coil, na "nagbibigay" ng recharging na ito. Tandaan na ang singil sa kapasitor q at ang agos sa likid i maabot ang kanilang pinakamataas na halaga Q m at ako m sa iba't ibang mga punto ng oras.

Ang mga libreng electromagnetic oscillations sa circuit ay nangyayari ayon sa harmonic law:

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

Ang pinakamaliit na yugto ng panahon kung saan LC- ang circuit ay bumalik sa orihinal nitong estado (sa paunang halaga ng singil ng lining na ito), ay tinatawag na panahon ng libreng (natural) electromagnetic oscillations sa circuit.

Ang panahon ng libreng electromagnetic oscillations sa LC-natutukoy ang contour ng Thomson formula:

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

Mula sa punto ng view ng mekanikal na pagkakatulad, ang isang spring pendulum na walang friction ay tumutugma sa isang perpektong oscillatory circuit, at sa isang tunay na isa - na may friction. Dahil sa pagkilos ng friction forces, ang mga oscillations ng spring pendulum ay namamamasa sa paglipas ng panahon.

*Derivation ng Thomson formula

Dahil ang kabuuang enerhiya ng ideal LC-circuit, katumbas ng kabuuan ng mga energies ng electrostatic field ng capacitor at ang magnetic field ng coil, ay pinapanatili, pagkatapos ay sa anumang oras ang pagkakapantay-pantay

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

Nakukuha namin ang equation ng mga oscillations sa LC-circuit, gamit ang batas ng konserbasyon ng enerhiya. Ang pagkakaiba ng expression para sa kabuuang enerhiya nito na may paggalang sa oras, isinasaalang-alang ang katotohanan na

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

nakakakuha kami ng isang equation na naglalarawan ng mga libreng oscillations sa isang perpektong circuit:

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

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

Sa pamamagitan ng muling pagsulat nito bilang:

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

tandaan na ito ang equation ng harmonic oscillations na may cyclic frequency

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

Alinsunod dito, ang panahon ng mga oscillations na isinasaalang-alang

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

Panitikan

1. Zhilko, V.V. Pisika: aklat-aralin. allowance para sa grade 11 general education. paaralan mula sa Russian lang. pagsasanay / V.V. Zhilko, L.G. Markovich. - Minsk: Nar. Asveta, 2009. - S. 39-43.

Ang isang oscillatory circuit ay isang aparato na idinisenyo upang bumuo (lumikha) ng mga electromagnetic oscillations. Mula sa pagsisimula nito hanggang sa kasalukuyan, ito ay ginagamit sa maraming larangan ng agham at teknolohiya: mula sa pang-araw-araw na buhay hanggang sa malalaking pabrika na gumagawa ng iba't ibang uri ng mga produkto.

Ano ang binubuo nito?

Ang oscillatory circuit ay binubuo ng isang coil at isang kapasitor. Bilang karagdagan, maaari rin itong maglaman ng isang risistor (elemento na may variable na pagtutol). Ang isang inductor (o solenoid, na kung minsan ay tinatawag) ay isang baras na kung saan ay nasugatan ng ilang mga patong ng paikot-ikot, na, bilang panuntunan, ay isang tansong kawad. Ito ang elementong ito na lumilikha ng mga oscillations sa oscillatory circuit. Ang baras sa gitna ay madalas na tinatawag na choke o core, at ang coil ay tinatawag minsan na solenoid.

Ang isang oscillatory circuit coil ay nag-o-oscillate lamang kapag may nakaimbak na singil. Kapag dumaan dito ang kasalukuyang, nag-iipon ito ng singil, na pagkatapos ay ibibigay nito sa circuit kung bumaba ang boltahe.

Ang mga wire ng coil ay karaniwang may napakaliit na pagtutol, na palaging nananatiling pare-pareho. Sa circuit ng isang oscillating circuit, madalas na nangyayari ang pagbabago sa boltahe at kasalukuyang. Ang pagbabagong ito ay napapailalim sa ilang mga batas sa matematika:

• U = U 0 *cos(w*(t-t 0) , kung saan
  U - boltahe sa isang naibigay na oras t,
  U 0 - boltahe sa oras t 0,
  w ay ang dalas ng mga electromagnetic oscillations.

Ang isa pang mahalagang bahagi ng circuit ay ang electrical capacitor. Ito ay isang elemento na binubuo ng dalawang plato, na pinaghihiwalay ng isang dielectric. Sa kasong ito, ang kapal ng layer sa pagitan ng mga plato ay mas mababa kaysa sa kanilang mga sukat. Ang disenyo na ito ay nagpapahintulot sa iyo na makaipon ng isang electric charge sa dielectric, na maaaring ilipat sa circuit.

Ang pagkakaiba sa pagitan ng isang kapasitor at isang baterya ay walang pagbabago ng mga sangkap sa ilalim ng pagkilos ng isang electric current, ngunit isang direktang akumulasyon ng singil sa isang electric field. Kaya, sa tulong ng isang kapasitor, posible na makaipon ng isang sapat na malaking singil, na maaaring ibigay nang sabay-sabay. Sa kasong ito, ang kasalukuyang lakas sa circuit ay tumataas nang malaki.

Gayundin, ang oscillatory circuit ay binubuo ng isa pang elemento: isang risistor. Ang elementong ito ay may resistensya at idinisenyo upang kontrolin ang kasalukuyang at boltahe sa circuit. Kung tumaas ka sa isang pare-parehong boltahe, ang kasalukuyang lakas ay bababa ayon sa batas ng Ohm:

• I \u003d U / R, kung saan
  Ako - kasalukuyang lakas,
  U - boltahe,
  Ang R ay paglaban.

Inductor

Tingnan natin ang lahat ng mga subtleties ng pagpapatakbo ng isang inductor at mas maunawaan ang pag-andar nito sa isang oscillatory circuit. Tulad ng nasabi na natin, ang paglaban ng elementong ito ay may posibilidad na zero. Kaya, kapag nakakonekta sa isang DC circuit, ito ay mangyayari.Gayunpaman, kung ikinonekta mo ang coil sa isang AC circuit, ito ay gumagana nang maayos. Ito ay nagbibigay-daan sa amin upang tapusin na ang elemento ay nag-aalok ng paglaban sa alternating kasalukuyang.

Ngunit bakit ito nangyayari at paano lumalabas ang paglaban sa alternating current? Upang masagot ang tanong na ito, kailangan nating bumaling sa isang kababalaghan bilang self-induction. Kapag ang kasalukuyang pumasa sa likid, ito ay bumangon sa loob nito, na lumilikha ng isang balakid sa pagbabago sa kasalukuyang. Ang magnitude ng puwersang ito ay nakasalalay sa dalawang salik: ang inductance ng coil at ang derivative ng kasalukuyang lakas na may paggalang sa oras. Sa matematika, ang pag-asa na ito ay ipinahayag sa pamamagitan ng equation:

• E \u003d -L ​​​​* I "(t) , saan
  E - halaga ng EMF,
  L - ang halaga ng inductance ng coil (para sa bawat coil ito ay naiiba at depende sa bilang ng mga coils ng winding at ang kanilang kapal),
  I "(t) - ang derivative ng kasalukuyang lakas na may paggalang sa oras (ang rate ng pagbabago ng kasalukuyang lakas).

Ang lakas ng direktang kasalukuyang ay hindi nagbabago sa paglipas ng panahon, kaya walang pagtutol kapag ito ay nakalantad.

Ngunit sa alternating current, ang lahat ng mga parameter nito ay patuloy na nagbabago ayon sa sinusoidal o cosine na batas, bilang isang resulta kung saan lumitaw ang isang EMF na pumipigil sa mga pagbabagong ito. Ang ganitong pagtutol ay tinatawag na inductive at kinakalkula ng formula:

• X L \u003d w * L, kung saan
  w ay ang dalas ng oscillation ng circuit,
  L ay ang inductance ng coil.

Ang kasalukuyang lakas sa solenoid ay linear na tumataas at bumababa ayon sa iba't ibang mga batas. Nangangahulugan ito na kung ihihinto mo ang kasalukuyang supply sa coil, ito ay patuloy na magbibigay ng singil sa circuit sa loob ng ilang panahon. At kung sa parehong oras ang kasalukuyang supply ay biglang nagambala, kung gayon ang isang pagkabigla ay magaganap dahil sa ang katunayan na ang singil ay susubukan na ipamahagi at lumabas sa likid. Ito ay isang seryosong problema sa industriyal na produksyon. Ang ganitong epekto (bagaman hindi ganap na nauugnay sa oscillatory circuit) ay maaaring maobserbahan, halimbawa, kapag hinila ang plug mula sa socket. Kasabay nito, ang isang spark ay tumalon, na sa gayong sukat ay hindi makapinsala sa isang tao. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang magnetic field ay hindi agad nawawala, ngunit unti-unting nawawala, na nag-uudyok sa mga alon sa iba pang mga konduktor. Sa isang pang-industriya na sukat, ang kasalukuyang lakas ay maraming beses na mas malaki kaysa sa 220 volts na nakasanayan natin, samakatuwid, kapag ang circuit ay naantala sa produksyon, ang mga spark ng naturang lakas ay maaaring mangyari na nagdudulot ng malaking pinsala sa halaman at sa tao. .

Ang coil ay ang batayan ng kung ano ang binubuo ng oscillatory circuit. Ang mga inductance ng mga solenoid sa serye ay nagdaragdag. Susunod, susuriin natin ang lahat ng mga subtleties ng istraktura ng elementong ito.

Ano ang inductance?

Ang inductance ng coil ng isang oscillatory circuit ay isang indibidwal na indicator ayon sa numerong katumbas ng electromotive force (sa volts) na nangyayari sa circuit kapag ang kasalukuyang nagbabago ng 1 A sa 1 segundo. Kung ang solenoid ay konektado sa isang DC circuit, ang inductance nito ay naglalarawan ng enerhiya ng magnetic field na nilikha ng kasalukuyang ito ayon sa formula:

• W \u003d (L * I 2) / 2, kung saan
  Ang W ay ang enerhiya ng magnetic field.

Ang kadahilanan ng inductance ay nakasalalay sa maraming mga kadahilanan: ang geometry ng solenoid, ang mga magnetic na katangian ng core, at ang bilang ng mga coils ng wire. Ang isa pang katangian ng tagapagpahiwatig na ito ay palaging positibo, dahil ang mga variable kung saan ito nakasalalay ay hindi maaaring negatibo.

Ang inductance ay maaari ding tukuyin bilang pag-aari ng isang konduktor na nagdadala ng kasalukuyang upang mag-imbak ng enerhiya sa isang magnetic field. Sinusukat ito sa Henry (pinangalanan sa American scientist na si Joseph Henry).

Bilang karagdagan sa solenoid, ang oscillatory circuit ay binubuo ng isang kapasitor, na tatalakayin sa ibang pagkakataon.

Electrical Capacitor

Ang kapasidad ng oscillatory circuit ay tinutukoy ng kapasitor. Tungkol sa kanyang hitsura ay nakasulat sa itaas. Ngayon suriin natin ang pisika ng mga prosesong nagaganap dito.

Dahil ang mga capacitor plate ay gawa sa isang konduktor, ang isang electric current ay maaaring dumaloy sa kanila. Gayunpaman, mayroong isang balakid sa pagitan ng dalawang plato: isang dielectric (maaari itong hangin, kahoy o iba pang materyal na may mataas na pagtutol. Dahil sa ang katunayan na ang singil ay hindi maaaring ilipat mula sa isang dulo ng wire patungo sa isa pa, ito ay naipon sa capacitor plates. Pinapataas nito ang kapangyarihan ng magnetic at electric field sa paligid nito.Kaya, kapag huminto ang charge, ang lahat ng kuryenteng naipon sa mga plate ay magsisimulang ilipat sa circuit.

Ang bawat kapasitor ay may pinakamabuting kalagayan para sa operasyon nito. Kung ang elementong ito ay pinapatakbo nang mahabang panahon sa isang boltahe na mas mataas kaysa sa na-rate na boltahe, ang buhay ng serbisyo nito ay makabuluhang nabawasan. Ang oscillatory circuit capacitor ay patuloy na apektado ng mga alon, at samakatuwid, kapag pinipili ito, dapat kang maging lubhang maingat.

Bilang karagdagan sa mga karaniwang capacitor na tinalakay, mayroon ding mga ionistor. Ito ay isang mas kumplikadong elemento: maaari itong ilarawan bilang isang krus sa pagitan ng isang baterya at isang kapasitor. Bilang isang patakaran, ang mga organikong sangkap ay nagsisilbing isang dielectric sa isang ionistor, sa pagitan ng kung saan mayroong isang electrolyte. Magkasama, lumikha sila ng isang double electrical layer, na ginagawang posible na mag-imbak ng maraming beses na mas maraming enerhiya sa disenyo na ito kaysa sa isang tradisyonal na kapasitor.

Ano ang kapasidad ng isang kapasitor?

Ang kapasidad ng isang kapasitor ay ang ratio ng singil sa kapasitor sa boltahe na nasa ilalim nito. Ang halagang ito ay maaaring kalkulahin nang napakasimple gamit ang mathematical formula:

• C \u003d (e 0 *S) / d, kung saan
  e 0 - dielectric na materyal (halaga ng talahanayan),
  S ay ang lugar ng mga capacitor plate,
  d ay ang distansya sa pagitan ng mga plato.

Ang pag-asa ng kapasidad ng isang kapasitor sa distansya sa pagitan ng mga plato ay ipinaliwanag ng hindi pangkaraniwang bagay ng electrostatic induction: mas maliit ang distansya sa pagitan ng mga plato, mas nakakaapekto ang mga ito sa isa't isa (ayon sa batas ng Coulomb), mas malaki ang singil ng plates at mas mababa ang boltahe. At sa isang pagbawas sa boltahe, ang halaga ng kapasidad ay tumataas, dahil maaari rin itong ilarawan ng sumusunod na formula:

• C = q/U, kung saan
  q - singilin sa mga palawit.

Ito ay nagkakahalaga ng pakikipag-usap tungkol sa mga yunit ng pagsukat ng dami na ito. Ang kapasidad ay sinusukat sa farads. Ang 1 farad ay isang malaking halaga, kaya ang mga umiiral na capacitor (ngunit hindi ionistors) ay may kapasidad na sinusukat sa picofarads (isang trilyong farads).

Resistor

Ang kasalukuyang sa oscillatory circuit ay nakasalalay din sa paglaban ng circuit. At bilang karagdagan sa dalawang elemento na inilarawan na bumubuo sa oscillatory circuit (coils, capacitors), mayroon ding pangatlo - isang risistor. Siya ang may pananagutan sa paglikha ng paglaban. Ang risistor ay naiiba sa iba pang mga elemento dahil mayroon itong malaking pagtutol, na maaaring mabago sa ilang mga modelo. Sa oscillatory circuit, ito ay gumaganap ng function ng isang magnetic field power regulator. Maaari mong ikonekta ang ilang mga resistors sa serye o kahanay, sa gayon ay madaragdagan ang paglaban ng circuit.

Ang paglaban ng elementong ito ay nakasalalay din sa temperatura, kaya dapat kang mag-ingat sa pagpapatakbo nito sa circuit, dahil umiinit ito kapag pumasa ang kasalukuyang.

Ang paglaban ng isang risistor ay sinusukat sa ohms, at ang halaga nito ay maaaring kalkulahin gamit ang formula:

• R = (p*l)/S, kung saan
  p ay ang tiyak na paglaban ng materyal ng risistor (sinusukat sa (Ohm * mm 2) / m);
  l ay ang haba ng risistor (sa metro);
  Ang S ay ang cross-sectional area (sa square millimeters).

Paano i-link ang mga parameter ng contour?

Ngayon ay malapit na tayo sa pisika ng pagpapatakbo ng isang oscillatory circuit. Sa paglipas ng panahon, ang singil sa mga capacitor plate ay nagbabago ayon sa isang second-order differential equation.

Kung malulutas ang equation na ito, maraming mga kagiliw-giliw na formula ang sumusunod dito, na naglalarawan sa mga prosesong nagaganap sa circuit. Halimbawa, ang cyclic frequency ay maaaring ipahayag sa mga tuntunin ng kapasidad at inductance.

Gayunpaman, ang pinakasimpleng formula na nagbibigay-daan sa iyong kalkulahin ang maraming hindi kilalang dami ay ang Thomson formula (pinangalanan pagkatapos ng English physicist na si William Thomson, na nagmula nito noong 1853):

• T = 2*n*(L*C) 1/2 .
  T - panahon ng mga electromagnetic oscillations,
  L at C - ayon sa pagkakabanggit, ang inductance ng coil ng oscillatory circuit at ang kapasidad ng mga elemento ng circuit,
  n ang numerong pi.

salik ng kalidad

May isa pang mahalagang halaga na nagpapakilala sa pagpapatakbo ng circuit - ang kadahilanan ng kalidad. Upang maunawaan kung ano ito, dapat isa ay bumaling sa isang proseso bilang resonance. Ito ay isang phenomenon kung saan ang amplitude ay nagiging maximum na may pare-parehong halaga ng puwersa na sumusuporta sa oscillation na ito. Ang resonance ay maaaring ipaliwanag sa isang simpleng halimbawa: kung sinimulan mong itulak ang swing sa beat ng dalas nito, pagkatapos ay mapabilis ito, at tataas ang "amplitude" nito. At kung itulak mo nang wala sa oras, babagal sila. Sa resonance, maraming enerhiya ang madalas na nawawala. Upang makalkula ang magnitude ng mga pagkalugi, nakabuo sila ng isang parameter bilang ang kadahilanan ng kalidad. Ito ay isang ratio na katumbas ng ratio ng enerhiya sa system sa mga pagkalugi na nagaganap sa circuit sa isang cycle.

Ang kadahilanan ng kalidad ng circuit ay kinakalkula ng formula:

• Q = (w 0 *W)/P, kung saan
  w 0 - resonant cyclic oscillation frequency;
  W ay ang enerhiya na nakaimbak sa oscillatory system;
  P ay ang dissipated power.

Ang parameter na ito ay isang walang sukat na halaga, dahil ito ay aktwal na nagpapakita ng ratio ng mga enerhiya: nakaimbak sa ginastos.

Ano ang isang perpektong oscillatory circuit

Upang mas maunawaan ang mga proseso sa sistemang ito, ang mga physicist ay dumating sa tinatawag na perpektong oscillatory circuit. Ito ay isang mathematical model na kumakatawan sa isang circuit bilang isang sistema na may zero resistance. Ito ay gumagawa ng undamped harmonic oscillations. Ang ganitong modelo ay ginagawang posible na makakuha ng mga formula para sa tinatayang pagkalkula ng mga parameter ng contour. Ang isa sa mga parameter na ito ay ang kabuuang enerhiya:

• W \u003d (L * I 2) / 2.

Ang ganitong mga pagpapasimple ay makabuluhang nagpapabilis sa mga kalkulasyon at ginagawang posible na suriin ang mga katangian ng isang circuit na may mga ibinigay na tagapagpahiwatig.

Paano ito gumagana?

Ang buong cycle ng oscillatory circuit ay maaaring nahahati sa dalawang bahagi. Ngayon ay susuriin natin nang detalyado ang mga prosesong nagaganap sa bawat bahagi.

• Unang bahagi: Ang isang positibong sisingilin na capacitor plate ay nagsisimulang mag-discharge, na nagbibigay ng kasalukuyang sa circuit. Sa sandaling ito, ang kasalukuyang ay napupunta mula sa isang positibong singil patungo sa isang negatibo, na dumadaan sa likid. Bilang resulta, nangyayari ang mga electromagnetic oscillations sa circuit. Ang kasalukuyang, na dumaan sa coil, ay dumadaan sa pangalawang plato at sinisingil ito nang positibo (samantalang ang unang plato, kung saan dumaloy ang kasalukuyang, ay negatibong sinisingil).
• Ikalawang yugto: nangyayari ang baligtad na proseso. Ang kasalukuyang pumasa mula sa positibong plato (na kung saan ay negatibo sa pinakadulo simula) sa negatibo, na dumadaan muli sa coil. At lahat ng mga singil ay nasa lugar.

Ang pag-ikot ay paulit-ulit hanggang sa ma-charge ang kapasitor. Sa isang perpektong oscillatory circuit, ang prosesong ito ay nangyayari nang walang hanggan, ngunit sa isang tunay, ang pagkawala ng enerhiya ay hindi maiiwasan dahil sa iba't ibang mga kadahilanan: pag-init, na nangyayari dahil sa pagkakaroon ng paglaban sa circuit (Joule heat), at mga katulad nito.

Mga pagpipilian sa disenyo ng loop

Bilang karagdagan sa mga simpleng coil-capacitor at coil-resistor-capacitor circuit, may iba pang mga opsyon na gumagamit ng oscillating circuit bilang batayan. Ito, halimbawa, ay isang parallel circuit, na naiiba sa pagkakaroon nito bilang isang elemento ng isang de-koryenteng circuit (dahil, kung ito ay umiiral nang hiwalay, ito ay isang serye ng circuit, na tinalakay sa artikulo).

Mayroon ding iba pang mga uri ng konstruksiyon, kabilang ang iba't ibang mga bahagi ng kuryente. Halimbawa, maaari mong ikonekta ang isang transistor sa network, na magbubukas at magsasara ng circuit na may dalas na katumbas ng dalas ng oscillation sa circuit. Kaya, ang mga undamped oscillations ay itatatag sa system.

Saan ginagamit ang oscillatory circuit?

Ang pinaka-pamilyar na aplikasyon ng mga bahagi ng circuit ay mga electromagnet. Ang mga ito, sa turn, ay ginagamit sa mga intercom, mga de-koryenteng motor, mga sensor at sa maraming iba pang hindi pangkaraniwang mga lugar. Ang isa pang application ay isang oscillation generator. Sa katunayan, ang paggamit ng circuit na ito ay pamilyar sa amin: sa form na ito ginagamit ito sa microwave upang lumikha ng mga alon at sa mga komunikasyon sa mobile at radyo upang magpadala ng impormasyon sa isang distansya. Ang lahat ng ito ay nangyayari dahil sa ang katunayan na ang mga oscillations ng electromagnetic waves ay maaaring ma-encode sa paraang nagiging posible na magpadala ng impormasyon sa malalayong distansya.

Ang inductor mismo ay maaaring gamitin bilang isang elemento ng isang transpormer: dalawang coils na may ibang bilang ng mga windings ay maaaring ilipat ang kanilang singil gamit ang isang electromagnetic field. Ngunit dahil ang mga katangian ng mga solenoid ay naiiba, ang kasalukuyang mga tagapagpahiwatig sa dalawang circuits kung saan ang dalawang inductor ay konektado ay magkakaiba. Kaya, posible na i-convert ang isang kasalukuyang may boltahe ng, sabihin nating, 220 volts sa isang kasalukuyang may boltahe na 12 volts.

Konklusyon

Sinuri namin nang detalyado ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng oscillatory circuit at bawat isa sa mga bahagi nito nang hiwalay. Nalaman namin na ang isang oscillatory circuit ay isang aparato na idinisenyo upang lumikha ng mga electromagnetic wave. Gayunpaman, ang mga ito ay mga pangunahing kaalaman lamang ng kumplikadong mekanika ng mga tila simpleng elementong ito. Maaari kang matuto nang higit pa tungkol sa mga intricacies ng circuit at mga bahagi nito mula sa espesyal na literatura.