ОМИКРОН ОМИКРОН ОМИКРОН
Система Orphus

97. Колебательный контур

Рассматривая случай параллельного соединения индуктивности и емкости, мы видели, что на общем участке цепи ток может быть невелик, в то время как токи в параллельных ветвях могут достигать большой величины. Если рассмотреть случай, когда активные сопротивления параллельных ветвей равны нулю, токи в них будут сдвинуты по фазе на 90° относительно приложенного напряжения. Если к тому же добиться равенства реактивных сопротивлений (xL—xC), то в ветвях будут протекать равные токи. Общий ток при этом будет равен нулю.

Векторная диаграмма для такого случая изображена на фиг. 169.

Так как общий ток равен нулю, то подводящие провода можно отключить от источника переменного напряжения. В замкнутом контуре, образованном катушкой и конденсатором, будет протекать переменный ток.

До сих пор мы рассматривали случаи, когда в электрических цепях протекали токи, по-

лучаемые от генераторов. Теперь мы рассмотрим случай получения переменного тока посредством разряда конденсатора на катушку.

Заряженный конденсатор обладает запасом электрической энергии. При замыкании на катушку он начнет разряжаться и запас электрической энергии в нем будет уменьшаться. Ток разряда конденсатора, проходя по виткам катушки, создает магнитное поле. Следовательно, катушка начнет запасать магнитную энергию. Когда конденсатор полностью разрядится, его электрическая энергия станет равной нулю. В этот момент катушка будет обладать максимальным запасом магнитной энергии. Теперь сама катушка становится генератором электрического тока и начнет перезаряжать конденсатор. Э. д. с. самоиндукции, возникающая в катушке в период нарастания магнитного поля, препятствовала протеканию тока. Теперь же, когда магнитное поле катушки будет уменьшаться, э. д. с. самоиндукции стремится поддержать ток в прежнем направлении. В момент, когда магнитная энергия катушки станет равной нулю, обкладки конденсатора окажутся заряженными противоположно тому, как онн были заряжены вначале, и если сопротивление цепи равно нулю, то конденсатор получит первоначальный запас электрической энергии. Затем конденсатор вновь начнет разряжаться, создавая в цепн ток обратного направления, и процесс будет повторяться.

Попеременные превращения электрической энергии в магнитную н обратно составляют основу процесса электромагнитных колебаний. Цепь, состоящая из емкости и индуктивности, в которой происходит процесс электромагнитных колебаний, называется кол еба тел ьн ым контуром.

Периодические колебания энергии, происходящие в колебательном контуре, могли бы продолжаться бесконечно долго в виде незатухающих колебаний, если бы отсутствовали потери в самом колебательном контуре. Однако наличие активного сопротивления приводит к тому, что запас энергии контура с каждым периодом уменьшается за счет потерь на тепло в активном сопротивлении, в результате чего колебания затухают.

Период электромагнитных колебаний, происходящих в колебательном контуре без сопротивления, определяется формулой Томпсона:



Величина Т называется собственным периодом колебания контура.

Собственная частота колебания контура f определяется по формуле:



Таким образом, изменить время периода колебаний контура можно двумя способами — изменением индуктивности катушки или емкости конденсатора. Тот и другой способы используютсй для этой цели в радиотехнике.

Колебательный контур является необходимой принадлежностью каждого радиоприемника и радиопередатчика.

Принцип радиопередачи заключается в следующем. В антенне передающей радиостанции при помощи ламповых генераторов создаются электромагнитные колебания. Амплитуда колебаний зависит от ряда факторов и в том числе от величины тока, протекающего в цепи микрофона, принимающего звуковые колебания, обусловленные речью или музыкой.

Изменение колебаний высокой частоты с помощью звуковых колебаний называется модуляцией.

Антенна передающей радиостанции излучает в пространство модулированные электромагнитные волны. Достигая антенны радиоприемника, радиоволны индуктируют в ней слабую э. д. с, частота которой равна частоте приходящей волны. Теперь нужно дать возможность радиослушателю настроить свой приемник на нужную волну среди других волн многих работающих радиостанций. Для этой цели антенна соединяется с колебательным контуром. Путем изменения емкости или индуктивности можно добиться в контуре резонанса, вследствие чего переменная э. д. с, индуктированная в приемной антенне, будет усилена во много раз. Дальнейшее усиление полученных колебаний достигается при помощи электронных ламп или полупроводниковых приборов. Частота электромагнитных колебаний, применяемых в радиотехнике, очень велика (порядка миллионов герц). Эти колебания не могут быть непосредственно преобразованы в колебания мембраны телефона и воздействовать на слух. Поэтому модулированные колебания высокой частоты, излучаемые антенной передающей станции, приходя в приемник, должны быть детектированы. Это производится при помощи кристаллического детектора, электронных ламп или полупроводников. Полученные в результате детектирования колебания низкой частоты подвергаются усилению и подаются на репродуктор.

Радиосвязь впервые была осуществлена выдающимся русским ученым А. С. Поповым (1859—1905).



Александр Степанович Попов — изобретатель беспроволочного телеграфа (радио), имеющего огромное значение для человечества. Путем упорной работы А. С. Попов добился того, что сконструированный им радиоприемник принимал радиосигналы на расстоянии нескольких километров. 25 апреля (7 мая) 1895 г. А. С. Попов демонстрировал свой радиоприемник иа заседании Русского физико-химического общества. Эгот день считается днем создания радио. Испытывая свой радиоприемник, А. С. Попов обнаружил экранирующее действие и отражение радиосигналов металлическими предметами. На этом принципе основана радиолокация.

А. С. Попов был профессором и директором Петербургского электротехнического института — ныне ЛЭТИ имени В. И. Ульянова (Ленина).

Заслуги А. С. Попова в изобретении радио официально были отмечены в 1900 г. присуждением ему почетного диплома и золотой медали на 4-м Всемирном электротехническом конгрессе в Париже.

4 Апрель, 2009              12166              ]]>Печать]]>
0 / 0 ( Нет оценки )

Добавить комментарий

Ваше имя

Текст

Контрольный вопрос

Дva plus trи ? (цифрой)

Вверх страницы