Итоги последних лекций
1. При электромагнитных колебаниях происходят периодические изменения электрического заряда, силы тока и напряжения. Электромагнитные колебания подразделяются на свободные, вынужденные и автоколебания. 2. Простейшей системой, в которой наблюдаются свободные электромагнитные колебания, является колебательный контур. Он состоит из проволочной катушки и конденсатора. Уравнение, описывающее электромагнитные колебания, имеет вид q"-- (ofo, где q — заряд конденсатора; q" — вторая производная заряда 2 1 по времени; со0 = jj- — постоянная величина, зависящая от параметров колебательного контура: индуктивности L и емкости С. Точно такое же по форме уравнение описывает колебания тела, скрепленного с пружиной, или математического маятника. 3. Решение уравнения, описывающего свободные колебания, выражается либо через косинус, либо через синус: q=q„, cos со0/ или q=qm sin со0/. 4. Колебания, происходящие по закону косинуса или синуса, называются гармоническими. Максимальное значение заряда qm называется амплитудой колебаний заряда. Величина со0 называется циклической частотой колебаний и выражается через число v колебаний в секунду так: co0=2jw. Минимальный промежуток времени, через который колебательный процесс полностью повторяется, называется периодом колебания. Период колебания выражается через циклическую частоту следующим образом: Т=— =2kJLC. <°о Величину, стоящую под знаком косинуса или синуса, называют фазой колебаний. Фаза определяет состояние колебательной системы в произвольный момент времени при заданной амплитуде колебаний. 5. Из-за наличия у контура сопротивления колебания с течением времени затухают. 6. Вынужденные колебания, т. е. переменный электрический ток, возникают в цепи под действием внешнего периодического напряжения. Между колебаниями напряжения и силы тока в общем случае имеется сдвиг фаз (рс. 7. Средняя мощность в цепи переменного тока определяется действующими значениями силы тока и напряжения. 8. При совпадении частоты внешнего переменного напряжения с собственной частотой колебательного контура наступает резонанс — резкое возрастание амплитуды вынужденных колебаний силы тока. Резонанс выражен отчетливо лишь при малом активном сопротивлении контура. Одновременно с возрастанием силы тока происходит резкое увеличение напряжения на конденсаторе и катушке. Явление электрического резонанса используется при радиосвязи. 9. Автоколебания возбуждаются в колебательном контуре генератора на транзисторе за счет энергии источника постоянного напряжения. В генераторе используется транзистор, т. е. полупроводниковое устройство, состоящее из эмиттера, базы и коллектора и имеющее два р—л-перехода. Колебания тока в контуре вызывлют колебания напряжения между эмиттером и базой, которые, в свою очередь, управляют силой тока в цепи колебательного контура (обратная связь). От источника напряжения в контур поступает энергия, компенсирующая потери энергии в контуре на резисторе.