7. Затухаючі електромагнітні коливання

У реальному коливальному контурі активний опір не дорівнює нулю, тому вільні електромагнітні коливання є затухаючими. Зміна заряду на обклад­ках конденсатора буде описуватись формулою, ана­логічною до рівняння затухаючих механічних ко­ливань: , де q_m –амплітуда заряду в момент часу - коефіцієнт затухання контура, ф₀ – початкова фаза коливань заряду, – циклічна частота вільних затухаючих електромагнітних коливань у контурі.

8. Вимушені коливання

Електромагнітні коливання, які відбуваються під дією періодичної ЕРС, називаються вимушеними. Вони незатухаючі і одержали широке використання в радіозв'язку, телебаченні, ЕОМ, виробництві та при передачі елек­тричної енергії.

Одержують вимушені електричні коливання за допомогою генераторів. Генератори поділяються на високочастотні (напівпровідникові, лампові) –автоколивні системи і генератори низької частоти – електромеханічні індукційні, вони найпоширеніші.

9. Резонанс

Амплітуда вимушених електромагнітних ко­ливань буде залежати від частоти зовнішньої ЕРС. Явище різкого збільшення амплітуди вимушених коливань сили струму в коливальному контурі при наближенні циклічної частоти зовнішньої змінної ЕРС до частоти ш₀ вільних незатухаючих

коливань у контурі називається резонансом в коливальному контурі. Частота називається резонансною циклічною частотою. Резонансні криві мають тим гост­ріший максимум, чим менший активний опір контура.

10. Автоколивання

Система тіл, в якій коливання відбу­ваються за рахунок джерела енергії, яке відноситься до неї, називається автоко-ливною, а коливання, які виникають у цій системі, називаються автоколиваннями. Автоколивна система складаєть­ся з коливної системи, джерела енергії, зворотнього зв'язку і клапана, який регулює подачу енергії від джерела до коливного тіла.

Прикладом є годинник з маятником: гиря, маятник, анкер, храпове колесо.

Ці коливання мають властивості: 1) з часом не змінюються; 2) ампліту­да не залежить від початкової дії.

Вони використовуються для одержання незатухаючих механічних та електричних коливань.

Генератор високої частоти на транзисторі -це електрична автоколивна система, яка скла­дається з коливального контура, джерела по­стійного струму, котушки зворотнього зв'язку, транзистора.

Під час коливань джерело струму необхідно то підключати, то відключати від коливального контура в залежності від зарядки конденсатора. Це робить транзистор за допомогою котушки зворотнього зв'язку. При за­миканні кола проходить імпульс струму за рахунок дифузії, конденсатор

заряджається, і виникають коливання, які індукують у котушці зв'язку ЕРС індукції, яка керує роботою транзистора.

Треба підібрати фазу ЕРС індукції так, щоб коливання підтримувались: коли на конденсаторі зверху « + », транзистор відкривається, а коли «-», -закривається. Відповідно до бази транзистора подається «-» або «4-».

Частоту, форму, інтенсивність коливань можна змінювати в широких межах у залежності від параметрів системи.

– частота коливань генератора на транзисторі (лампі).

11. Утворення й поширення електромагнітних хвиль

Учений Максвелл теоретично довів, що дія від одного елект­ричного заряду до другого, який знаходиться на відстані, пере­дається через деякий час, тобто з певною швидкістю.

Це означає, що взаємодія передається особли­ вою формою матерії –електромаг­нітним полем. Якщо заряд ко­ливається, то навколо нього виникає змінне магнітне моле, яке породжує змінне електричне, а те в свою чергу породжує змінне магнітне і т.д. Процес поширення електромагнітного поля (коливань) у просторі з часом нази­вається електромагнітною хвилею.

Коливання поширюються в усіх напрямах подібно до сферичної хвилі, в різних точках коливання однакові, лише відстають за фазою від коливання заряду.

Напрями коливань і зв'язані між собою

за правилом свердлика з правою нарізкою ( – на­пруженість електричного поля, -індукція магніт­ного, - напрям поширення електромагнітної хвилі).

Для виникнення електромагнітного поля треба одержати змінне електричне поле або змінне магніт­не. Основна умова випромінювання електромагніт­них хвиль – це рух заряду з прискоренням. Такий

рух заряду відбувається в коливальному контурі.