Колебаниями называются любые изменения величины, повторяющиеся через определенные промежутки времени.
Электромагнитные колебания- это изменения электрического и магнитного полей, происходящие в цепи или пространстве.
Для создания электромагнитных колебаний используют колебательный контур.
Колебательный контур-это система, состоящая из конденсатора и катушки, соединенных в замкнутую цепь.
С – емкость конденсатора L – индуктивность катушки
* В конденсаторе накапливается заряд, т.е. энергия электрического поля. В катушке накапливается энергия магнитного поля.
Wэ=q2/2c = cu2/2-энергия электрического поля
Wм=LI2/2 – энергия магнитного поля
Контур называется закрытым, т. к. цепь замкнута и колебания происходят только внутри контуре и вовне не распространяются.
Процесс колебаний:
Для создания колебаний в таком контуре необходимо в начальный момент времени зарядить конденсатор.
1) q-max I=0 Wэ=max Wм=0(
2)конденсатор разряжает q ↓ I ↑ (ток и заряд изменяются постепенно, т.к. в катушке возникает явление самоиндукции)
Wэ↓ → Wм↑ Энергия электрического поля переходит в энергию магнитного
3)q=0 Imax Wэ=0 Wм=max
4)q↑ I↓ Wэ↑ ←Wм↓ Энергия магнитного поля переходит в энергию электрического
5)q–max I=0 Wэ-max wм=0
1-5 – это только половина колебаний, т.к. заряд конденсатора поменялся по знаку
Колебания могли быть бесконечными, если бы не было потери энергии.
Период колебаний в контуре:
T = 2Π√LC - Формула Томсона.
- Переменный ток, его получение, основные характеристики.
Переменный электрический ток-это вынужденные электромагнитные колебания. Это изменение силы тока и напряжения по гармоническому закону
Уравнение переменного тока
I=Im sin(ωt+φ0 ) u =Um sin(ωt+φ0 )
где i, u- мгновенное значение силы тока и напряжения
Im, Um- максимальное значение силы тока и напряжения(амплитуда)
ω — циклическая частота колебаний (число колебаний, совершаемых за 2Π секунд),
φ0— начальная фаза колебаний.
Период колебаний—это время за которое совершается одно полное колебание.T=1/v
Частота-число колебаний за 1 секунду ν=1/Т
Приборы, включенные в цепь переменного тока должны быть рассчитаны на максимальные значения тока и напряжения. Но энергия, которую они потребляют определяется через действующее значение. Амперметр и вольтметр, включенные в цепь переменного тока показывают действующее значение. Действующее значение- это некоторое усредненное значение.
Iд =Im| √2 Uд =Um|√2
Действующее значение определяется по тепловому действию. Оно равно силе постоянного тока, которая за промежуток времени вызывает такое же нагревание проводника, как и рассматриваемый переменный ток.
28. Физические основы радиосвязи.
Система электросвязи - это совокупность технических средств и среды распространения электрических сигналов, обеспечивающих передачу сообщения от источника к получению.
- Источник сообщения, 2) преобразователь сообщения в электрический сигнал, 3)передатчик, 4) среда распространения сигналов электросвязи; 5)приемник сигнала; 6)преобразователь электрического сигнала в сообщение; 7)получатель сообщения; 8) источник помех.
Сообщение от источника 1 поступает на выход преобразователя 2 и преобразуется в первичный электрический сигнал. В передатчике 3 первичный сигнал дополнительно преобразуется к виду, пригодному для передачи через среду распространения 4. Средой распространения может быть искусственная направляющая среда или открытое пространство. В процессе передачи электрический сигнал искажается, и на него могут накладываться помехи.
Под помехой понимается любое воздействие на полезный электрический сигнал, затрудняющее его прием. Помехи весьма разнообразны как по своему происхождению, так и по физическим свойствам. Наличие помех изображено на схеме в виде элемента 8. Приемник 5 выделяет из суммы вторичного электрического сигнала и помехи только электрический сигнал, а затем вновь преобразует его в первичный. Далее, в преобразователе 6 первичный электрический сигнал преобразуется в копию передаваемого сообщения, которое и поступает сообщение 7. Преобразователи 2 и 6 выполняют функции оконченных устройств системы электросвязи.