33. Механізм виникнення коливань у контурі. Ідеальний коливальний контур
Колива́льний ко́нтур або коливний контур — електричне коло, складене з резистора, ємності та індуктивності, в якому можливі коливання напруги й струму. Коливальні контури широко застосовуються в радіотехніці та електроніці, зокрема в генераторах електричних коливань, в частотних фільтрах. Вони використовуються практично в кожному електротехнічному пристрої. Крім механічних коливань, у природі існують електромагнітні коливання. Вони утворюються в системі, що назива¬ється коливальним контуром. Це елек¬тричне коло, що складається з котушки індуктивності і конденсатора, з'єднаних між собою паралельно (мал. 3.16). Коливальний контур - це коло з паралельно з'єднаних котушки індуктивності і конденсатора. Зазвичай опір провідників у такому колі дуже малий. Для отримання коливань в коливальному контурі конденсатор спочатку заряджають, надаючи йому заряд Q0. В ідеальному коливальному контурі повна енергія зберіга¬ється і залишається рівною енергії електричного поля конден¬сатора після його заряджання. У будь-який момент часу вона дорівнює сумі енергій електричного поля конденсатора і маг¬нітного поля котушки. У момент часу, коли конденсатор по¬вністю розрядився, енергія електричного поля стає рівною нулю, а енергія магнітного поля котушки досягає максималь¬ного значення:
34. р-ня коливань заряду та напруги конденсатора. Ф-ла томпсона…….
Формула Томсона названа в честь английского физика Уильяма Томсона, который вывел её в 1853 году, и связывает период собственных электрических колебаний вконтуре с его ёмкостью и индуктивностью.[1]
Формула Томсона выглядит следующим образом[2]:
- рівняння коливань заряду в к.к.
- рівняння коливань напруги на обкладинках конденсатора в к.к.
Див. 33. Лише в ідеальному випадку, коли б не було втрат енергії в коливальному контурі, максимальна енергія електричного поля конденсатора дорівнювала б максимальній енергії магнітного поля котушки зі струмом:
35. Поперечні та поздовжні хвилі……….
Серед різноманітних хвиль, які зустрічаються в природі й техніці, можна виділити такі їх типи: хвилі на поверхні рідини, пружні і електромагнітні хвилі. Пружні механічні хвилі виникають і поширюються лише в пружному середовищі. Пружні хвилі ще діляться на подовжні й поперечні. У подовжніх хвилях частинки середовища коливаються в напрямку поширення хвилі, у поперечних – у площинах, перпендикулярних до напрямку поширення хвилі.
Подовжні хвилі можуть поширюватися в середовищах, у яких виникають пружні сили при деформаціях стиску і розтягу. Це означає, що поздовжні хвилі поширюються у твердих, рідких і газоподібних середовищ.
Поперечні хвилі можуть поширюватися в середовищах, у яких виникають пружні сили при деформаціях зсуву, тобто фактично тільки у твердих тілах. У рідинах і газах виникають лише подовжні хвилі, а у твердих тілах — як подовжні, так і поперечні хвилі.
Шви́дкість зву́ку — швидкість розповсюдження акустичних (пружних) хвиль у середовищі.
Розрізняють наступні види акустичних хвиль:
повздовжні хвилі — для яких коливання в кожній точці простору паралельні напрямку розповсюдження. Характерні для газів рідин ітвердих тіл;
поперечні (зсувні) хвилі — у яких коливання відбуваються в площині, перпендикулярній до напрямку поширення. Характерні для твердих середовищ.
Швидкість звуку залежить від фізичних властивостей (у першу чергу: модулів пружності і густини) середовища, у якому поширюютьсямеханічні коливання. Швидкість звуку в газах, рідинах та ізотропних твердих середовищах зазвичай є сталою для даної речовини і при заданих зовнішніх умовах зазвичай не залежить від частоти хвилі або її амплітуди. У тих випадках, коли швидкість звуку залежить від частоти, говорять про дисперсію звуку.
Довжина хвилі — характеристика плоскої періодичної хвилі, що позначає найменшу відстань між точками простору, в яких хвиля має однакову фазу.
Довжина хвилі зазвичай позначається грецькою літерою λ.
Із довжиною хвилі однозначно зв'язана така характеристика, як хвильове число k
.
Довжина хвилі залежить від частоти. Ця залежність називається законом дисперсії. Часто залежність між частотою і довжиною хвилі обернено-пропорційна. У таких випадках швидкість розповсюдження хвилі фіксована й не залежить від частоти. Наприклад, дляелектромагнітної хвилі у вакуумі
У процесі поширення звукових хвиль в середовищі відбувається їх згасання. Амплітуда коливань частинок середовища поступово зменшується при зростанні відстані від джерела звуку. Однією з основних причин загасання хвиль є дія сил внутрішнього тертя на частинки середовища. На подолання цих сил безперервно використовуєтьсямеханічна енергія коливального руху, що переноситься хвилею. Ця енергія перетворюється в енергію хаотичного теплового руху молекул і атомів середовища. Оскільки енергія хвилі пропорційна квадрату амплітуди коливань, то пріраспространеніі хвиль від джерела звуку разом зі зменшенням запасу енергії коливального руху зменшується і амплітуда коливань. На поширення звуків в атмосфері впливає багато чинників: температура на різних висотах, потоки повітря. Ехо - це відбите від поверхні звук. Звукові хвилі можуть відбиватися від твердих поверхонь, від шарів повітря в яких температура відрізняється від температури сусідніх шарів. мпсона...уги конденсатора. онтурі. точки.
Електромагнітна хвиля — процес розповсюдження електромагнітної взаємодії в просторі. Електромагнітні хвилі зазнають заломлення на межі діелектрика. В цьому можна переконатися, помістивши на місце пластини трикутну призму з діелектрика, наприклад, з парафіну. Під час повертання призми спостерігатимемо зникнення й появу звуку. За допомогою генератора можна спостерігати й найважливіші хвильові явища — інтерференцію і дифракцію електромагнітних хвиль. Інтерференцію, зокрема, можна спостерігати так. Генератор і приймач розміщують один проти одного і потім знизу підносять металеву пластину. При цьому спостерігається почергове послаблення і посилення звуку, що пояснюється інтерференцією двох хвиль, з яких одна поширюється безпосередньо від антени генератора, а друга — після відбивання від пластини.