Закон Ома для участка цепи переменного тока, содержащий активное, индуктивное и емкостное сопротивления

U ≠ U_R + U_L + U_C; R ≠ R_A+ X_L + X_C; R = √ R_A² + ( X_L – X_C) ²

Электрический резонанс

Резонанс в электрической цепи – явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний тока при совпадении частот ω₀ = ω, где ω ₀ – собственная частота колебаний контура; ω – частота питающего напряжения

Поскольку , а Х_L ~ ω, то ток I в цепи будет зависеть от ω и будет максимален при частоте, отвечающей условию:

Когда в цепи наблюдается резонанс.

Амплитуда установившихся колебаний будет определяться уравнением

Если то при R → 0 I → ∞.

При максимальной силе тока:

ω² L C = 1

==> T = T_соб (v = v_соб )

Польза резонанса	Вред резонанса
Используется при осуществлении радиосвязи, основана работа измерительных приборов	При резком возрастании тока – приводит к нарушению изоляции витков катушки индуктивности; при резком увеличении напряжения – к пробою конденсаторов

Генератор высокочастотных электромагнитных колебаний

(генератор на транзисторе)

В природе любые колебания колебательной системы без воздействия внешних сил – затухающие.

Системы, в которых генерируются незатухающие колебания за счет поступления энергии от источника внутри системы, называются автоколебательными.

Колебания, существующие в системе без воздействия на них внешних периодических сил, называются автоколебаниями

(примеры автоколебательных систем: электрический звонок, свисток, часы, органные трубы, автогенераторы, сердце, легкие, голосовые связки человека)

Незатухающие колебания в колебательном контуре (система, в которой могут происходить электромагнитные колебания, состоящая из конденсатора и катушки индуктивности) установятся в том случае, если источник постоянного тока будет все время подключен к контуру, и контур будет подключаться к источнику только в первую половину периода. Для выполнения такого условия ключ должен замыкать и размыкать цепь с частотой, соответствующей частоте электромагнитных колебаний контура:

Однако, механический ключ инертен. Безынерционным ключом является транзистор, который обеспечивает поступление энергии к колебательному контуру, если напряжение на электронном переходе меняется синфазно с напряжением на контуре.

Первая четверть периода.

Положительно заряженная пластина конденсатора, соединенная с коллектором, разряжается. Ток в к. к. возрастает до максимального значения (I_max). В катушке связи (св) возникает индукционный ток такого направления, что база имеет отрицательный потенциал относительно эмиттера. Переходы база – коллектор и эмиттер – база прямые. Транзистор открыт. Энергия от источника поступает через транзистор в колебательный контур (ключ замкнут).

Вторая четверть периода.

Ток в контуре убывает. Верхняя пластина заряжается отрицательно. В катушке связи ток меняет направление. На базе положительный потенциал. Переход коллектор – база обратный. Тока в цепи нет (ключ разомкнут).

Третья четверть периода.

Конденсатор разряжается. Ток растет до максимального значения, направлен от нижней пластины к верхней. В катушке связи ток направлен так, что база получает положительный потенциал. Переход база – коллектор обратный. Тока в цепи нет (ключ разомкнут).

Четвертая четверть периода.

Ток в контуре, не меняя направления, убывает. Верхняя пластина заряжается положительно. В катушке связи ток меняется по направлению. Заряд на базе отрицательный. Переходы база – коллектор и эмиттер – база прямые. Энергия поступает от источника в колебательный контур (ключ замкнут).

Таким образом, происходят незатухающие электромагнитные колебания за счет поступления энергии от источника в колебательный контур в течение ½ Т.