Электромагниттік тербелістер – өзара байланысты тербелістер электрлік және магниттік өрістер.

Электромагниттік тербелістер пайда болады, әр түрлі электр тізбектеріндегі. Бұл ретте ауытқиды шамасы заряд, кернеу, ток күші, электр өрісінің кернеулігі, индукциясы магнит өрісі және басқа да электрдинамикалық шамалар.

Еркін электромагниттік тербелістер пайда электромагниттік жүйесі шығарылған соң оның жай-күйін тепе-теңдік, мысалы, қатынасы конденсатору заряд өзгерту немесе ток учаскесінде тізбектері.

Бұл өшетін тербелістер, себебі хабарланған жүйесінде энергия жұмсалады қыздыру және басқа да процестер.

Еріксіз электромагниттік тербеліс – незатухающие тербелістер тізбегі туындаған сыртқы оқтын-оқтын өзгеретін синусоидальды ЭҚК-і.

Электромагниттік тербелістер сипатталады сол заңдарында, механикалық, дегенмен физикалық табиғаты осы тербеліс мүлдем әр түрлі.

Электр тербелісі – жеке жағдайы электромагниттік кезде қарайды тербелістер тек электр шамаларын. Бұл жағдайда айтады айнымалы ток, кернеу, қуат және т. б.

ТЕРБЕЛМЕЛІ КОНТУР

Тербелмелі контур – электр тізбегі тұратын тізбектеліп жалғанған конденсатор сыйымдылығы C, катушкалар индуктивностью L және резистора кедергісі R.

Орнықты тепе-теңдік күйін тербелмелі контурдың сипатталады ең төменгі энергиясы электр өрісінің (конденсатор зарядталған емес) және магнит өрісі (ток арқылы оның жоқ).

Шамасын білдіретін қасиеттері жүйенің (жүйе параметрлері): L m, 1/C және k

сипаттайтын шамалар жүйесінің жай-күйі:

шамасын білдіретін өзгеру жылдамдығы жүйесінің жай-күйін: u = x'(t) және i = q'(t) .

СИПАТТАМАЛАРЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТТІК ТЕРБЕЛІСТЕР

Көрсетуге болады, бұл еркін тербелісінің теңдеуі үшін зарядаq = q(t) конденсатордың контурға ие түрі

мұндағы q” – екінші туынды зарядтың уақыт бойынша. Шамасы

болып табылады циклдік жиілігі. Осындай уравнениями сипатталады тербелістер, ток, кернеу және басқа да электрлік және магниттік шамалар.

Бірі шешімдер теңдеулер (1) болып табылады гармоническая функциясы

Тербеліс периоды контурға беріледі формуламен (томсон тұжырымдамалары):

Шамасы φ = ώt + φ0 тұрған белгісімен синуса немесе косинуса, фаза болып табылады тербелістер.

Фаза жағдайын анықтайды колеблющейся жүйесінің кез-келген уақытта t.

Ток тізбегінде тең туынды зарядтың уақыт бойынша, оның білдіруге болады

Үшін мөлшелері білдіруге фазалардың ығысу, енді жылғы косинуса – синусу

АЙНЫМАЛЫ ЭЛЕКТР ТОГЫ

1. Гармоническая ЭҚК-і пайда болады, мысалы, рамка, ол айналады тұрақты бұрыштық жылдамдықпен в однородном магнит өрісі индукциясы В Магнит ағыны Ф , пронизывающий рамкаға алаңы, S ,

қайда – арасындағы бұрыш нормалью – рамка және векторы магниттік индукция .

Заң электромагниттік индукция Фарадей индукция ЭҚК-і тең

мұнда – өзгеру жылдамдығы ағынының магниттік индукция.

Жан-жақты изменяющийся магнит ағыны тудырады, синусоидальную индукция ЭҚК-і

мұндағы – амплитудное мәні ЭҚК индукция.

2. Егер контуры қосуға көзі сыртқы гармоникалық ЭҚК-і

онда туындайды еріксіз тербелістер болып жатқан циклды жиілікпен ώ сай келетін жиілігі көзі.

Бұл еріксіз тербелістер жасайды заряды q, потенциалдар айырмасы u , ток күші i және басқа да физикалық шамалар. Бұл незатухающие тербелістер, себебі контуры шығарылады энергия көзінен, ол өтейді шығындар. Жан-жақты өзгеріп тұратын тізбектегі ток, кернеу және басқа да шамалар деп аталады айнымалы. Олар, әрине, өзгереді шамасы және бағыты. Токтар мен кернеудің өзгеретін ғана шамасы деп атайды пульсирующими.

Өнеркәсіптік тізбегіндегі айнымалы ток России қабылданды, жиілігі 50 Гц.

Санын есептеу үшін жылу Q, бөлінетін өту кезінде айнымалы ток бойынша жолсерігіне белсенді кедергісі R, пайдалануға болмайды максималды мәні қуаты, ол ғана қол жеткізіледі жекелеген сәттері. Пайдалану қажет орта кезеңде қуаты – қатынасы жиынтық энергиясы W, келіп түскен тізбек үшін шамасы кезеңі:

Сондықтан жылу саны, выделится уақыт Т:

Қолданыстағы мәні I күштер айнымалы ток сияқты күшінде мұндай тұрақты ток, ол өткен кезеңге тең уақытқа, T, бөледі, осындай жылу саны, және айнымалы ток:

Осыдан әрекет етуші токтың мәні

Ұқсас әрекет етуші мәні, кернеу

ТРАНСФОРМАТОР

Трансформатор құрылғысы, арттыратын немесе уменьшающее кернеу бірнеше есе дерлік шығынсыз энергия.

Трансформатор тұрады болат өзекшені, жиналған жеке пластиналарды, онда бекітілетін екі катушкалар бастап проволочными орамасының. Алғашқы орау көзіне жалғанады айнымалы кернеу, ал екінші присоединяют құрылғылар электр энергиясын тұтынатын.

Шамасын

деп атайды коэффициенті трансформация. Үшін төмендетуші трансформатордың К > 1, повышающего К < 1.

Мысал. Заряд, кесекше, пластина конденсатордың тербелмелі контурдың өзгереді, уақыт талабына сәйкес уравнением . Табыңыз және жиілікті тербеліс контурындағы,циклическую жиілігін, тербеліс амплитудасын заряд және тербеліс амплитудасын ток күшін. Жазыңыз теңдеуі i = i(t) тәуелділігін білдіретін ток күшін.

– Дан теңдеу керек . Кезінде мына формула бойынша есептейміз циклдік жиілік

Тербелу жиілігі

Тәуелділігі ток күшінің уақытқа түрі бар:

Амплитудасы ток күшін.

Жауап: заряды жасайды тербеліс кезеңімен 0,02 с, жиілігі 50 Гц, сәйкес келетін циклдік жиілігі 100 рад/с, тербеліс амплитудасы ток күшінің тең 510 3 А ток өзгереді заңы бойынша:

i=-5000 sin100t

Тапсырмалар мен тесттер тақырыбы “Тақырып 10. “Электромагниттік тербелістер және толқындар”.”
Колебательное движение. Еркін тербелістер. Амплитуда, жиілік, тербеліс периоды – Механикалық тербелістер мен толқындар. Дыбыс 9 сынып
Колебательная жүйесі. Тербелістер жүкті ортақ серіппеге. Математикалық маятник – Механикалық тербелістер мен толқындар. Дыбыс 9 сынып
Өшетін тербелістер. Еріксіз тербелістер. Резонанс – Механикалық тербелістер мен толқындар. Дыбыс 9 сынып
Сабақ: 3 Тапсырма: 9
Айналдыру кезінде энергияның колебательном қозғалысы – Механикалық тербелістер мен толқындар. Дыбыс 9 сынып
Кіріспе. Макро – және микромир. Санының дәрежесі 10 – Кіріспе 7 сынып
Ұсыныстар жолдады
Жұмыста 4 оқытылады Электромагниттік тербелістер. Жарық толқындар болып табылады жеке жағдайы электромагниттік тербелістер, сондықтан жеке қаралады.

Міндеттерді орындау кезінде назар аударыңыз тему Алгебра “Тригонометриялық функциялар және оларды түрлендіру” және “Туынды”.

Қайталаңыз тақырыбы: “Қозғалыс-дененің шеңбер бойымен” (Қайталау ұғымдар “кезең”, “жиілік”, “бұрыштық жылдамдық”).

Естеріңізде ме, дәлелдемелер теңдік және ұқсастық үшбұрыштар ішінен Геометрия курсының жөніндегі міндеттерді шешу үшін геометриялық оптика.

Бойынша міндеттерді шешу үшін оптика қажет сурет. Яғни, құру кезінде пайдаланыңыз сызғышпен, өйткені дәл емес сызбалар мүмкін бұрмалауға өзін-міндет. Дәлдік пен ұқыптылық құру табуға көмектеседі дұрыс шешу барысын міндеттері.

Тербелмелі контур — электр тізбегі қамтитын индуктивтілік L, сыйымдылығы және кедергісі R, мүмкін қозғалатын болса және электр тербелістер.

Тербелмелі контур — бір негізгі элементтерінің радиотехникалық жүйелер. Ажыратады сызықты және сызықты емес тербеліс контурын. Параметрлері R, L және сызықтық тербелмелі контурдың тәуелді емес қарқындылығы тербеліс, тербеліс периоды тәуелді емес амплитудасы.

Болмаған жағдайда шығындарды (R = 0) сызықтық контурдағы орын еркін гармоникалық тербелістер.

Қозғау үшін тербеліс контурындағы конденсатор алдын ала заряжают жылғы батареялар аккумуляторлар хабарлап, оған энергия Wp, ауыстырады ауыстырып қосқыш ереже 2.

Еркін электромагниттік тербелістер контурдағы

Кейін тұйықталу тізбегіндегі конденсатор бастайды разряжаться арқылы индуктивтілік, жоғалтып жатыр. Тізбегінде ток пайда болады, шақырушы айнымалы магнит өрісі. Айнымалы магнит өрісі, өз кезегінде, әкеледі құру құйындық электр өрісінің кедергі тогы, нәтижесінде өзгерту ток біртіндеп жүреді. Ұлғаюына қарай ток арқылы оның артады магниттік өрістің энергиясы Wм. Толық энергиясы W электромагниттік өріс контур тұрақты (жоқ кедергі) сомасына тең энергия магнит және электр өрістері. Толық энергия, энергияның сақталу заңын тең максималды қуатын, электр немесе магнит өрісі:

Еркін электромагниттік тербелістер контурдағы,

мұндағы L — индуктивтілік катушкалар, I және Im — ток күші және оның ең жоғары мәні, q және qm — конденсатордың заряды және оның ең жоғары мәні, С — конденсатордың сыйымдылығы.

Процесі айдау энергиясын контурдағы арасындағы электр өрісі конденсатор кезінде оның ақау және магнетитті, сосредоточенным орамада, толығымен ұқсас процеске айналдыру әлеуетті энергиясын растянутой серіппе немесе поднятого жүк математикалық маятниктің да кинетикалық энергияға, механикалық ауытқуы соңғы.

Еркін электромагниттік тербелістер контурдағы

Төменде сәйкес механикалық және электрлік шамалар кезінде тербелмелі процестер.

Механикалық шамалар

Электрлік шамалар

Х координатасы

Жылдамдығы v

Массасы m

Қатаңдығы k серіппе

Потенциалдық энергия kx2/2

Кинетикалық энергиясы mv2/2

Заряд q

Ток күші i

Индуктивтілік L

Шамасы, кері сыйымдылығы 1/С

Энергиясы электр өрісінің q2/(2C)

Магниттік өрістің энергиясы Li2/2

Дифференциалдық теңдеуі, описывающее процестер контурдағы алуға болады, приравняв производную толық энергиясы контурдың электромагниттік еріксіз тербелістер контурдағы болады (себебі толық энергиясы тұрақты) және толтыра алған теңдеулер ток производную зарядтың уақыт бойынша. Түпкілікті түріндегі теңдеуі мынадай:

Еркін электромагниттік тербелістер контурдағы.

Көріп отырғанымыздай, теңдеу электромагниттік еріксіз тербелістер контурдағы ешқандай айырмашылығы жоқ нысан бойынша тиісті дифференциалдық теңдеулер Еркін тербелістер үшін еркін механикалық тербелістер ортақ серіппеге шарик. Ауыстыру механикалық жүйе параметрлері электр көмегімен жоғарыда келтірілген кестелер, біз дәл аламыз теңдеуі электромагниттік еріксіз тербелістер контурдағы.

Ұқсас шешімімен дифференциалдық теңдеулер үшін механикалық колебательной системы циклдық жиілігі еркін электр тербелістерінің тең:

Еркін электромагниттік тербелістер контурдағы.

Кезінде еркін тербеліс контурындағы тең:

Еркін электромагниттік тербелістер контурдағы.

Формуласы деп аталады формуласы, томсон тұжырымдамалары құрметіне ағылшын физика У. томсон тұжырымдамалары (Келтен), оның қабылданбады.
Ұлғайту кезең еркін тербелісінің өсуімен L және түсіндіріледі ұлғайған кезде индуктивтілік ток баяу өсуде және баяу нөлге дейін құлайды, ал көбірек сыйымдылық, соғұрлым көбірек уақыт қажет үшін қайта зарядтау конденсатор.

Гармоникалық тербелісі зарядтың және ток сипатталады сол уравнениями және олардың механикалық ұқсастықтары:

q = qm cos ω0t,

i = q’ = – ω0 qm sin ω0 t = Im cos (ω0t + π/2),

мұндағы qm — тербеліс амплитудасы заряд, Im = ω0 qm — тербеліс амплитудасы ток күшін. Тербелісі ток күшінің опережают фаза бойынша арналған π/2 ауытқуын заряд.  Картинки по запросу Уравнение свободных электромагнитных,