34. Колебательный контур. Аналогия между механическими и электромагнитными колебаниями. Применение колебательного контура.

Колебательным контуром называется цепь, состоящая из включенных последовательно катушки индуктивности L, конденсатора емкостью С и резистора сопротивлением R.

Аналогия между электрическими и механическими величинами

Электрические величины		Механические величины
Заряд конденсатора	q(t)	Координата	x(t)
Ток в цепи		Скорость
Индуктивность	L	Масса	m
Сопротивление	R	Сила трения	Fтр
Магнитный поток	LI	Импульс	mv
Энергия электрического поля конденсатора		Потенциальная энергия пружины
Магнитная энергия катушки		Кинетическая энергия

Применение колебательного контура

Электрический колебательный контур является источником электромагнит­ных волн (ЭВ).

Вибратор Герца подключали к индуктору для получения искрового разряда, для регистрации использовали второй вибратор – резонатор. Герц достиг частоты 100 МГц с длиной волны 3 м.

Лебедев П.Н. получил излучение с длиной волны 4…6 мм.

Массовый излучатель Глаголевой-Аркадьевой А.А. (1923 г.) – ЭВ генерировались с помощью искр между металлическими опилками, взвешенными в масле: излучение с длиной волны от 50 мм до 80 мкм.

Преподаватель физики офицерским минных классов Попов А.С. на заседании русского физико-химического общества передал первую в мире радиограмму «Генрих Герц».

В настоящее время для передачи ЭВ используются генераторы, дающие слабо затухающие колебания в широком диапазоне длин волн.

Рис. 2. Кодирование сигнала и диапазоны радиоволн

35. Переменный ток и его получение. Активное и реактивное сопротивление цепи. Мощность, выделяемая в цепи переменного тока.

Переменный ток через резистор

,

,

.

В цепи с активным сопротивлением переменные напряжение и ток совпадают по фазе.

Переменный ток через катушку с индуктивностью L

; ,

закон Ома:

.

В цепи с индуктивным сопротивлением падение напряжения опережает ток I по фазе на /2.

реактивное индуктивное сопротивление цепи

При постоянном токе ()индуктивное сопротивление отсутствует.

Переменный ток через конденсатор емкостью С

В цепи с емкостным сопротивлением падение напряжения отстает по фазе от тока I на /2.

реактивное емкостное сопротивление цепи

При постоянном токе () ,I_m = 0, постоянный ток через конденсатор не течет.

Переменный ток в R-L-С цепи

;

;

полное сопротивление цепи;

реактивноесопротивление цепи;

Мощность, выделяемая в цепи переменного тока

Усредненные мощности за один период колебаний

,

т.е. мощность в цепи переменного тока пропорциональна амплитудным значениям тока и напряжения и косинусу угла сдвига фаз между ними.

Из векторной диаграммы , поэтому , такую же мощность развивает постоянный (эквивалентный) ток:

эффективные (действующие) значения тока и напряжения, по ним градуируются приборы.

, 

.

Для промышленных электрических цепей угол сдвига фаз ограничен: