Замкнутый колебательный контур

June 5, 2011 by admin Комментировать »

Замкнутый колебательный контур есть электрическая цепь, состоящая из конденсатора и катушки индуктивности с малым активным сопротивлением.
Поставим переключатель в левое положение, конденсатор зарядится. Теперь поставим в правое положение, конденсатор мгновенно разрядится.

 

 

А теперь включим в цепь катушку индуктивности.

 

 

 

Если зарядить конденсатор от батареи, поставив переключатель SW в левое положение , затем перевести переключатель в правое положение, то конденсатор начнет разряжаться через катушку и по цепи колебательного контура потечет ток. Так как катушка обладает индуктивным сопротивлением, ток в цепи нарастает постепенно. Вокруг катушки образуется магнитное поле, которое усиливается по мере увеличения тока. Когда конденсатор полностью разрядится, магнитное поле и ток в катушке достигнут наибольшего значения (момент t1 на рисуке).

 

 

За счет энергии, накопленной в магнитном поле катушки, ток будет продолжать течь в том же направлении, постепенно уменьшаясь по величине. При этом происходит перезарядка конденсатора, и нижняя пластина приобретает положительное напряжение.

В некоторый момент t2 вся энергия магнитного поля катушки переходит в энергию электрического поля конденсатора, причем ток в цепи уменьшается до нуля. Но в это же время конденсатор снова начнет разряжаться, и в контуре опять потечет ток, но уже в обратном направлении: от нижней пластины конденсатора через катушку к верхней пластине.

 

 

В момент полной разрядки конденсатора t3 он возрастет до максимального значения, а энергия электрического поля конденсатора полностью превратится в энергию магнитного поля катушки. После этого начнется новая зарядка конденсатора, сопровождающаяся уменьшением тока в цепи до нуля.
Описанный цикл составляет одно полное колебание.

 

После этого колебательный процесс повторяется.
Таким образом, в цепи, состоящей из катушки индуктивности L и конденсатора С, происходят повторяющиеся через определенные промежутки времени изменения токов и напряжений. Эти изменения вызваны процессами перехода энергии электрического поля заряженного конденсатора в энергию магнитного поля катушки и обратного перехода энергии магнитного поля катушки в энергию электрического поля конденсатора. Следовательно, конденсатор является накопителем энергии электрического поля, а катушка индуктивности — накопителем энергии магнитного поля, и колебательный процесс, то есть периодические изменения тока и напряжения в контуре, является результатом обмена энергией между катушкой и конденсатором.
Чем больше емкость конденсатора, входящего в колебательный контур, тем больший заряд он может накопить и тем длительнее его перезарядка. С другой стороны, увеличение числа витков катушки и ее диаметра вызывает рост индуктивности колебательного контура и усиление накапливаемого в ней магнитного поля. Сильное магнитное поле способно долго поддерживать ток перезарядки конденсатора. Таким образом, увеличение емкости конденсатора или индуктивности катушки, входящих в параллельный колебательный контур, приводит к увеличению периода полного колебания электрического тока в этом контуре, или, иными словами, уменьшению частоты электрических колебаний в контуре. Следовательно, в колебательных контурах с различными емкостями конденсаторов и индуктивностями катушек будут создаваться электрические колебания с разной частотой. Такая частота называется собственной частотой колебательного контура и определяется по формуле:

 

 

 

 

 

 

1 комментарий

  1. Spu_orb says:

    Стоит заметить, что помимо простого колебательного контура, есть ещё коебательные контуры первого, второго и третьего рода, что учитывают потери и имеют другие особенности.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты