45. Вільні електромагнітні коливання у контурі. Перетворення енергії в коливальному

контурі. Формула Томсона.

Будь-які коливання в системах —це процеси з багаторазовим періодичним повторенням певних станів системи. Крім

механічних, можуть реалізовуватись коливання особливого типу, які називаються електромагнітними (чи просто

електричними).

Електромагнітні коливання —це періодичні перетворення енергії електричного поля на енергію магнітного поля і

навпаки, які супроводжуються повторюваною зміною параметрів електричного кола (заряду, напруги, сили струму).

Електричне коло, в якому можуть відбуватись такі перетворення енергії, називається коливальним контуром.

Найпростіший контур складається зі з’єднаних між собою конденсатора і дротяної котушки (котушки індуктивності).

Доцільно порівняти коливання в контурі з коливаннями математичного маятника:

У стані (а) конденсатор має початковий запас електричної енергії, а математичний маятник —початковий запас потенціальної енергії.

У стані (б) конденсатор розряджений, а нитка маятника вертикальна; при цьому енергія електричного

поля конденсатора перетворилася на енергію магнітного поля котушки, а потенціальна енергія

маятника — на кінетичну енергію.

Стан (в) механічного маятника утворюється внаслідок руху кульки маятника завдяки інерції, а у

випадку контуру — внаслідок явища електромагнітної індукції (магнітне поле котушки, зменшуючись,

індукувало електричне поле конденсатора, заряди пластин якого мають протилежну порівняно зі

станом (а) полярність.

У стані (в) закінчується половина першого коливання, процеси другої половини ( )

відбуваються аналогічно процесам ( ), але у зворотній послідовності. Стан (д) повністю

збігається зі станом (а) і на рисунку не зображений.

Очевидно, що чим більше значення ємності C, тим довше розряджається конденсатор; чим більше

значення індуктивності L, тим довше котушка втрачає магнітне поле. Отже, обидві величини

знаходяться тільки в чисельнику під знаком кореня (на відміну від формул періода Т механічних

маятників): . Це формула Томсона (лорда Кельвіна), яка аналогічна формулі періоду коливань пружинного

маятника: адже , а величина, обернена жорсткості (піддатливість, м’якість), аналогічна ємності: .

Власна частота коливання .

46.Г

енерато

р

змінног

о

струму.

Трансф

ормато

р.

Переда

вання

енергії

на

відстан

ь.

Пробле

ми

енергоз

береже

ння в

Україні.47. Електромагнітні хвилі, їх випромінювання. Принципи сучасного радіозв'язку. Розвиток засобів

зв'язку в Україні.

Електромагнітне випромінювання

Електромагн ітне випром інювання —взаємозв язані коливання електричного (Е) i магнітного (B) полів, що

утворюютьелектромагнітне поле. Розповсюдження випромінювання здійснюється за допомогою електромагнітних

хвиль. Електромагнітне випромінювання представляє собою потік фотонів, який тільки при великій їх (фотонів) кількості

можна розглядати як неперервнийпроцес.

Розрізняють вимушені (під впливом зовнішніх джерел) і власні електромагнітні коливання. У необмеженому просторі

або в системах з втратами енергії можливі електромагнітні коливання з неперервним спектром частот. Просторово

обмежені системи маютьдискретний спектр частот причому кожній частоті відповідає один або кілька незалежних

типів коливаннь (мод).

Представлення коливаннь у вигляді суперпозиції мод з

неперерв

ним або

дискретни

м

спектром

можливе

для

довільної

складної

системи п

ровідникі

в та діеле

ктриків,

якщо поля

, струм аб

о заряди в

них

зв'язані

між

собою ліні

йними

співвідно

шеннями.

48. Електромагнітне поле, його матеріальність.

Електромагнітні хвилі, їх властивості. Радіолокація, її

застосування.Розділ

«Опти

ка»

49.З

акони

від

бив

анн

я та заломлення світла.

Повне відбивання

світла. Граничний кут

повного відбивання.Якщо світло поширюється з

середовища, оптично більш густого в

менш густе, може спостерігатися

явище повного відбивання світла. За певного кута падіння в друге середовище промінь взагалі не

пройде і повністю відіб’ється в перше.

Кут падіння, за якого світло починає повністю відбиватися в перше середовище,

називають граничним кутом повного відбивання. Для того щоб знайти синус граничного кута,

необхідно одиницю поділити на показник заломлення середовища.

Якщо взяти скляну нитку і направити всередину промінь, то внаслідок повного відбивання він

рухатиметься всередині навіть тоді, коли скляна нитка буде істотно викривлена. Світловоди

застосовують для передачі зображень предметів без допомоги лінз і дзеркал. «Скляні» лінії зв’язку

перспективні там, де треба передавати велику кількість інформації. Застосовують світловоди й у

медицині для огляду внутрішніх органів хворого.