36-40

Изменение (умень ение) магнитного потока накопленной энергии кату ки создаст в ней ЭДС, которая продолжит ток в том же направлении и начнётся процесс заряда конденсатора индукционным током. Умень аясь от максимума до нуля в течении времениt2 = t1, он перезарядит конденсатор от нуля до максимального отрицательного значения (-U).

Так магнитная энергия кату ки перейдёт в электрическую энергию конденсатора. Описанные интервалы t1 и t2 составят половину периода полного колебания в контуре. Во второй половине процессы аналогичны, только конденсатор будет разряжаться от

отрицательного значения, а ток и магнитный поток сменят направление. Магнитная энергия вновь будет накапливаться в кату ке в течении времени t3, сменив полярность полюсов.

Втечении заключительного этапа колебания (t4), накопленная магнитная энергия кату ки зарядит конденсатор до первоначального значения U (в случае отсутствия потерь) и процесс колебания повторится.

Вреальности, при наличии потерь энергии на активном сопротивлении проводников, фазовых и магнитных потерь, колебания будут затухающими по амплитуде.

Время t1 + t2 + t3 + t4 составит период колебаний .

Частота свободных колебаний контура ƒ = 1 / T является частотой его резонанса в случаях использования контура в различных узлах и устройствах с применением резонансных процессов.

Резонанс напряжений - резонанс, происходящий в последовательном колебательном контуре при его подключении к источнику напряжения, частота которого совпадает ссобственной частотой контура.

Пусть имеется колебательный контур с частотой собственных колебаний f, и пусть внутри него работает генератор переменного тока такой же частоты f.

В начальный момент конденсатор контура разряжен, генератор не работает. После включения напряжение на генераторе начинает возрастать, заряжая конденсатор. Катушка в первое мгновение не пропускает ток из-за ЭДС самоиндукции. Напряжение на генераторе достигает максимума, заряжая до такого же напряжения конденсатор.

Далее: конденсатор начинает разряжаться на катушку. Напряжение на нем падает с такой же скоростью, с какой уменьшается напряжение на генераторе.

Далее: конденсатор разряжен до нуля, вся энергия электрического поля, имевшаяся в конденсаторе, перешла в энергию магнитного поля катушки. На клеммах генератора в этот момент напряжение нулевое.

Далее: так как магнитное поле не может существовать стационарно, оно начинает уменьшаться, пересекая витки катушки в обратном направлении. На выводах катушки появляется ЭДС индукции, которое начинает перезаряжать конденсатор. В цепи колебательного контура течет ток, только уже противоположно току заряда, так как витки пересекаются полем в обратном направлении. Обкладки конденсатора

перезаряжаются зарядами, противоположными первоначальным. Одновременно растет напряжение на генераторе противоположного знака, причем с той же скоростью, с какой катушка заряжает конденсатор.

Далее: катушка перезарядила конденсатор до максимального напряжения. Напряжение на генераторе к этому моменту тоже достигло максимального.

Возникла следующая ситуация. Конденсатор и генератор соединены последовательно и на обоих напряжение, равное напряжению генератора. При последовательном соединении источников питания их напряжения складываются.

Следовательно, в следующем полупериоде на катушку пойдет удвоенное напряжение (и от генератора, и от конденсатора), и колебания в контуре будут происходить при удвоенном напряжении на катушке.

В контурах с низкой добротностью напряжение на катушке будет ниже удвоенного, так как часть энергии будет рассеиваться (на излучение, на нагрев) и энергия конденсатора не перейдет полностью в энергию катушки). Соединены как бы последовательно генератор и часть конденсатора.

Параллельный колебательный контур применяется, если необходимо воспрепятствовать прохождению сигнала определенной частоты, пропуская другие сигналы, например, убрать помеху на определенной частоте (фильтр - пробка) или наоборот, заземлить все сигналы, кроме нужного, данной частоты. С помощью таких контуров радиоприемники выделяют нужную радиостанцию из бесчисленного множества других и эфирных помех.

40

лектром нитное излу ение (электромагнитные волны) —волна, порожденная колебанием параметра электромагнитного поля. Среди электромагнитных полей вообще, порожденных электрическими зарядами и их движением, принято относить собственно к излучению ту часть переменных электромагнитных полей, которая способна распространяться наиболее далеко от своих источников — движущихся зарядов, затухая наиболее медленно с расстоянием.

Электромагнитное излучение подразделяется на

радиоволны (начиная со сверхдлинных),

терагерцовое излучение,

инфракрасное излучение,

видимый свет,

ультрафиолетовое излучение,

рентгеновское излучение и жесткое (гамма-излучение) (см. ниже, см. также рисунок).

Электромагнитное излучение способно распространяться практически во всех средах. В вакууме (пространстве, свободном от вещества и тел, поглощающих или испускающих электромагнитные волны) электромагнитное излучение распространяется без затуханий на сколь угодно боль ие расстояния, но в ряде случаев достаточно хоро о распространяется и в пространстве, заполненном веществом (несколько изменяя при этом свое поведение).

Основные характеристики: Частота, скорость фаза, поляризация

электромагнитная волна состоит из набора вихрей электрической индукции, оси которых расположены вдоль волнового фронта. Эти вихри напряжены и стремятся расшириться, что приводит к тому, что вся система вихрей стремится занять большую площадь. Но сделать это можно, только продвинувшись всей волной вперед, дальше от источника. Таким образом, причиной перемещения поперечной электромагнитной волны в пространстве является внутренняя энергия вихрей электрической индукции. Это означает, что при исчерпании этой энергии вихри распадутся и электромагнитная волна прекратит свое существование.

Следствием теории Максвелла является поперечность электромагнитных волн: векторы Е и Н напряженностей электрического и магнитного полей волны взаимно перпендикулярны ( на рис. 227 показана моментальная фотография плоской электромагнитной волны) и лежат в плоскости, перпендикулярной вектору v скорости распространения волны, причем векторы Е, Н и v образуют правовинтовую систему.

Для электромагнитных волн поляризация — явление направленного колебания векторов напряженности электрического поля E илинапряженности магнитного поля H.

Свет солнца, являющийся тепловым излучением, не имеет поляризации, однако рассеянный свет неба приобретает частичную линейную поляризацию. Поляризация света

меняется также при отражении. На этих фактах основаны применения поляризующих фильтров в фотографиии т. д.

Линейную поляризацию имеет обычно излучение антенн.

По изменению поляризации света при отражении от поверхности можно судить о структуре поверхности, оптических постоянных, толщине образца.