عقب به جلو

توجه! پیش نمایش اسلایدها فقط برای مقاصد اطلاعاتی است و ممکن است نشان دهنده همه ویژگی های ارائه نباشد. اگر به این کار علاقه مند هستید، لطفا نسخه کامل آن را دانلود کنید.

اهداف درس:

• آموزشی: معرفی مفاهیم: "نوسانات الکترومغناطیسی"، "مدار نوسانی"; جهانی بودن قوانین اساسی فرآیندهای نوسانی را برای نوسانات با هر ماهیت فیزیکی نشان می دهد. نشان می دهد که نوسانات در یک مدار ایده آل هارمونیک هستند. معنای فیزیکی ویژگی های ارتعاشات را آشکار می کند.
• در حال توسعه: توسعه علایق شناختی، توانایی های فکری و خلاقیت در فرآیند کسب دانش و مهارت در فیزیک با استفاده از منابع مختلف اطلاعاتی از جمله فناوری های نوین اطلاعاتی. توسعه مهارت برای ارزیابی قابلیت اطمینان اطلاعات علوم طبیعی؛
• آموزشی: تقویت اطمینان در امکان شناخت قوانین طبیعت. استفاده از دستاوردهای فیزیک به نفع توسعه تمدن بشری؛ نیاز به همکاری در فرآیند انجام وظایف مشترک، آمادگی برای ارزیابی اخلاقی و اخلاقی استفاده از دستاوردهای علمی و احساس مسئولیت در قبال حفاظت از محیط زیست.

در طول کلاس ها

I. لحظه سازمانی.

در درس امروز شروع به مطالعه فصل جدیدی از کتاب درسی می کنیم و موضوع درس امروز «نوسانات الکترومغناطیسی است. مدار نوسانی.”

II. بررسی تکالیف

بیایید درس خود را با بررسی تکالیف خود شروع کنیم.

اسلاید 2.تست مرور مطالب و درس پایه دهم.

از شما خواسته شد به سوالات مربوط به نمودار نشان داده شده در شکل پاسخ دهید.

1. وقتی کلید SA1 باز می شود، لامپ نئون در چه موقعیتی از کلید SA2 چشمک می زند؟

2-چرا وقتی کلید SA1 بسته است لامپ نئون چشمک نمی زند، مهم نیست سوئیچ SA2 در چه موقعیتی قرار دارد؟

آزمایش بر روی کامپیوتر انجام می شود. در همین حین یکی از دانش آموزان در حال مونتاژ نمودار است.

پاسخ. لامپ نئون در موقعیت دوم کلید SA2 چشمک می زند: پس از باز شدن کلید SA1 به دلیل پدیده خودالقایی، جریانی در سیم پیچ کاهش می یابد و به صفر می رسد، یک میدان مغناطیسی متناوب در اطراف سیم پیچ برانگیخته می شود و یک گرداب ایجاد می کند. میدان الکتریکی، که برای مدت کوتاهی حرکت الکترون ها را در سیم پیچ حفظ می کند. یک جریان کوتاه مدت در امتداد قسمت بالای مدار از طریق دیود دوم جریان می یابد (در جهت توان وصل شده است). در نتیجه خود القایی در سیم پیچ، هنگامی که مدار باز می شود، اختلاف پتانسیل در انتهای آن ظاهر می شود (emf خود القایی) که برای حفظ تخلیه گاز در لامپ کافی است.

هنگامی که کلید SA1 بسته است (کلید SA2 در موقعیت 1 قرار دارد)، ولتاژ منبع DC برای حفظ تخلیه گاز در لامپ کافی نیست، بنابراین روشن نمی شود.

بیایید بررسی کنیم که آیا فرضیات شما درست است یا خیر. طرح پیشنهادی مونتاژ شده است. بیایید ببینیم وقتی سوئیچ SA1 در موقعیت های مختلف سوئیچ SA2 بسته و باز می شود چه اتفاقی برای یک لامپ نئون می افتد.

(آزمون در برنامه MyTest گردآوری شده است. امتیاز توسط برنامه تعیین می شود).

فایل برای راه اندازی برنامه MyTest (واقع در پوشه با ارائه)

تست. (برنامه MyTest را اجرا کنید، فایل "Test" را باز کنید، کلید F5 را فشار دهید تا آزمایش شروع شود)

III. یادگیری مطالب جدید.

اسلاید 3.بیان مسئله: بیایید آنچه را که در مورد ارتعاشات مکانیکی می دانیم به یاد بیاوریم؟ (مفهوم نوسانات آزاد و اجباری، خود نوسانی، رزونانس و غیره) نوسانات آزاد می توانند در مدارهای الکتریکی و همچنین در سیستم های مکانیکی مانند بار روی فنر یا آونگ رخ دهند. در درس امروز ما شروع به مطالعه چنین سیستم هایی می کنیم. موضوع درس امروز: «نوسانات الکترومغناطیسی. مدار نوسانی.”

اهداف درس

• بیایید مفاهیم را معرفی کنیم: "نوسانات الکترومغناطیسی"، "مدار نوسانی"؛
• ما جهانی بودن قوانین اساسی فرآیندهای نوسانی را برای نوسانات با هر ماهیت فیزیکی نشان خواهیم داد.
• ما نشان خواهیم داد که نوسانات در یک مدار ایده آل هارمونیک هستند.
• اجازه دهید معنای فیزیکی ویژگی های ارتعاشات را آشکار کنیم.

اجازه دهید ابتدا به یاد بیاوریم که یک سیستم باید چه ویژگی هایی داشته باشد تا نوسانات آزاد در آن رخ دهد.

(در یک سیستم نوسانی، یک نیروی بازگردان باید ایجاد شود و انرژی باید از یک نوع به نوع دیگر تبدیل شود؛ اصطکاک در سیستم باید بسیار کم باشد.)

در مدارهای الکتریکی و همچنین در سیستم های مکانیکی، مانند بار روی فنر یا آونگ، ارتعاشات آزاد ممکن است رخ دهد.

به چه نوساناتی نوسانات آزاد می گویند؟(نوساناتی که در یک سیستم پس از خارج شدن از وضعیت تعادل رخ می دهد) به چه نوساناتی نوسانات اجباری می گویند؟ (نوساناتی که تحت تأثیر EMF خارجی به طور دوره ای در حال تغییر هستند)

تغییرات دوره ای یا تقریباً دوره ای در بار، جریان و ولتاژ را نوسانات الکترومغناطیسی می نامند.

اسلاید 4.پس از اینکه شیشه لیدن را اختراع کردند و یاد گرفتند که چگونه با استفاده از یک ماشین الکترواستاتیک بار زیادی به آن وارد کنند، شروع به مطالعه تخلیه الکتریکی کوزه ها کردند. با بستن آسترهای یک کوزه لیدن با استفاده از سیم پیچ، متوجه شدند که پره های فولادی داخل سیم پیچ مغناطیسی شده اند، اما پیش بینی اینکه کدام انتهای هسته سیم پیچ قطب شمال و کدام انتهای آن قطب جنوب خواهد بود غیرممکن بود. . نقش مهمی در نظریه نوسانات الکترومغناطیسی توسط دانشمند آلمانی قرن نوزدهم هلمهولتز هرمان لودویگ فردیناند ایفا شد. او را اولین پزشک در بین دانشمندان و اولین دانشمند در بین پزشکان می نامند. او در رشته های فیزیک، ریاضی، فیزیولوژی، آناتومی و روانشناسی تحصیل کرد و در هر یک از این زمینه ها به شهرت جهانی دست یافت. هلمهولتز با جلب توجه به ماهیت نوسانی تخلیه شیشه لیدن، در سال 1869 نشان داد که نوسانات مشابهی در یک سیم پیچ القایی متصل به یک خازن رخ می دهد (یعنی اساساً او یک مدار نوسانی متشکل از اندوکتانس و خازن ایجاد کرد). این آزمایش‌ها نقش عمده‌ای در توسعه نظریه الکترومغناطیس داشتند.

اسلاید 4.به طور معمول، ارتعاشات الکترومغناطیسی در فرکانس بسیار بالا رخ می دهد، به طور قابل توجهی بیشتر از فرکانس ارتعاشات مکانیکی. بنابراین یک اسیلوسکوپ الکترونیکی برای مشاهده و مطالعه آنها بسیار راحت است. (نمایش دستگاه. اصل کارکرد آن در انیمیشن.)

اسلاید 4.در حال حاضر اسیلوسکوپ های الکترونیکی با اسیلوسکوپ های دیجیتال جایگزین شده اند. او در مورد اصول عملکرد آنها به ما می گوید ...

اسلاید 5.انیمیشن "اسیلوسکوپ"

اسلاید 6.اما به نوسانات الکترومغناطیسی بازگردیم. ساده ترین سیستم الکتریکی که قادر به نوسانات آزاد است یک مدار سری RLC است. مدار نوسانی یک مدار الکتریکی است متشکل از یک خازن متصل به سری با ظرفیت الکتریکی C، یک سیم پیچ با اندوکتانس L و مقاومت الکتریکی R. ما آن را مدار RLC سری می نامیم.

آزمایش فیزیکی ما یک مدار داریم که نمودار آن در شکل 1 نشان داده شده است. بیایید یک گالوانومتر را به سیم پیچ وصل کنیم. بیایید رفتار سوزن گالوانومتر را پس از حرکت سوئیچ از موقعیت 1 به موقعیت 2 مشاهده کنیم. متوجه می شوید که سوزن شروع به نوسان می کند، اما این نوسانات به زودی از بین می روند. تمام مدارهای واقعی حاوی مقاومت الکتریکی R هستند. در طول هر دوره نوسان، بخشی از انرژی الکترومغناطیسی ذخیره شده در مدار به گرمای ژول تبدیل می‌شود و نوسانات میرا می‌شوند. نموداری از نوسانات میرا در نظر گرفته شده است.

چگونه نوسانات آزاد در مدار نوسانی رخ می دهد؟

بیایید موردی را در نظر بگیریم که مقاومت R=0 (مدل یک مدار نوسانی ایده آل). چه فرآیندهایی در مدار نوسانی رخ می دهد؟

اسلاید 7.انیمیشن مدار نوسانی.

اسلاید 8.اجازه دهید به نظریه کمی فرآیندها در یک مدار نوسانی برویم.

مدار RLC سریالی را در نظر بگیرید. هنگامی که کلید K در موقعیت 1 قرار دارد، خازن به ولتاژ شارژ می شود. پس از تغییر کلید به موقعیت 2، فرآیند تخلیه خازن از طریق مقاومت R و سلف L آغاز می شود. در شرایط خاصی، این فرآیند می تواند ماهیت نوسانی داشته باشد.

قانون اهم برای مدار بسته RLC که حاوی منبع جریان خارجی نیست به صورت نوشته شده است

ولتاژ خازن کجاست، q بار خازن است، - جریان در مدار در سمت راست این رابطه emf خود القایی سیم پیچ قرار دارد. اگر شارژ خازن q(t) را به عنوان یک متغیر انتخاب کنیم، می توان معادله ای که نوسانات آزاد در مدار RLC را توصیف می کند به شکل زیر کاهش داد:

بیایید موردی را در نظر بگیریم که هیچ اتلاف انرژی الکترومغناطیسی در مدار وجود نداشته باشد (R = 0). اجازه دهید نماد را معرفی کنیم: . سپس

(*)

معادله (*) معادله اصلی است که نوسانات آزاد را در مدار LC (مدار نوسانی ایده آل) در غیاب میرایی توصیف می کند. از نظر ظاهری دقیقاً با معادله نوسانات آزاد بار روی فنر یا نخ در غیاب نیروهای اصطکاک منطبق است.

ما این معادله را هنگام مطالعه مبحث "ارتعاشات مکانیکی" یادداشت کردیم.

در صورت عدم وجود میرایی، نوسانات آزاد در مدار الکتریکی هارمونیک هستند، یعنی طبق قانون رخ می دهند.

q(t) = q m cos( 0 t + 0).

چرا؟ (از آنجایی که این تنها تابعی است که مشتق دوم آن برابر با خود تابع است. علاوه بر این، cos0 = 1 که به معنای q(0) = q m است)

دامنه نوسانات بار qm و فاز اولیه 0 با شرایط اولیه تعیین می شود، یعنی با روشی که سیستم از حالت تعادل خارج شده است. به طور خاص، برای فرآیند نوسانی که در مدار نشان داده شده در شکل 1 آغاز می شود، پس از تغییر کلید K به موقعیت 2، q m = C، 0 = 0.

سپس معادله نوسانات هارمونیک بار برای مدار ما شکل می گیرد

q(t) = q m cos 0 t .

جریان همچنین نوسانات هارمونیک را انجام می دهد:

اسلاید 9.دامنه نوسانات جریان کجاست. نوسانات فعلی جلوتر از نوسانات بار در فاز هستند.

با نوسانات آزاد، تبدیل دوره ای انرژی الکتریکی W ذخیره شده در خازن به انرژی مغناطیسی Wm سیم پیچ و بالعکس وجود دارد. اگر در مدار نوسانی اتلاف انرژی وجود نداشته باشد، کل انرژی الکترومغناطیسی سیستم بدون تغییر باقی می ماند:

اسلاید 9.پارامترهای L و C مدار نوسانی فقط فرکانس طبیعی نوسانات آزاد را تعیین می کنند

.

با توجه به آن، دریافت می کنیم.

اسلاید 9.فرمول فرمول تامسون را فیزیکدان انگلیسی ویلیام تامسون (لرد کلوین) نامید که در سال 1853 آن را استخراج کرد.

بدیهی است که دوره نوسانات الکترومغناطیسی به اندوکتانس سیم پیچ L و ظرفیت خازن C بستگی دارد. ما یک سیم پیچ داریم که با استفاده از یک هسته آهنی می توان اندوکتانس آن را افزایش داد و یک خازن متغیر. بیایید ابتدا به یاد بیاوریم که چگونه می توان ظرفیت چنین خازنی را تغییر داد. یادآوری می کنم که این مطالب درسی پایه دهم است.

یک خازن متغیر از دو مجموعه صفحه فلزی تشکیل شده است. هنگامی که دسته چرخانده می شود، صفحات یک مجموعه در فضای بین صفحات مجموعه دیگر قرار می گیرند. در این حالت، ظرفیت خازن متناسب با تغییر در ناحیه قسمت همپوشانی صفحات تغییر می کند. اگر صفحات به صورت موازی به هم متصل شوند، با افزایش مساحت صفحات، ظرفیت هر خازن را افزایش می دهیم، یعنی ظرفیت کل بانک خازن افزایش می یابد. هنگامی که خازن ها به صورت سری در یک باتری متصل می شوند، افزایش ظرفیت هر خازن منجر به کاهش ظرفیت بانک خازن می شود.

بیایید ببینیم که چگونه دوره نوسانات الکترومغناطیسی به ظرفیت خازن C و اندوکتانس سیم پیچ L بستگی دارد.

اسلاید 9.انیمیشن "وابستگی دوره نوسانات الکترومغناطیسی به L و C"

اسلاید 10.حال اجازه دهید نوسانات الکتریکی و نوسانات بار روی فنر را با هم مقایسه کنیم. صفحه 85 کتاب درسی را باز کنید، شکل 4.5.

شکل نمودارهایی از تغییرات بار q (t) خازن و جابجایی x (t) بار از موقعیت تعادل و همچنین نمودارهای جریان I (t) و سرعت بار را نشان می دهد. v(t) برای یک دوره T نوسانات.

روی میزهای شما جدولی وجود دارد که هنگام مطالعه مبحث "ارتعاشات مکانیکی" آن را پر کردیم. ضمیمه 2.

شما یک ردیف از این جدول را تکمیل کرده اید. با استفاده از شکل 2، بند 29 کتاب درسی و شکل 4.5 در صفحه 85 کتاب درسی، ردیف های باقی مانده جدول را پر کنید.

فرآیندهای ارتعاشات الکتریکی و مکانیکی آزاد چگونه شبیه هستند؟ بیایید انیمیشن زیر را تماشا کنیم.

اسلاید 11.انیمیشن "قیاس بین ارتعاشات الکتریکی و مکانیکی"

مقایسه‌های به‌دست‌آمده از نوسانات آزاد بار روی فنر و فرآیندهای یک مدار نوسانی الکتریکی به ما امکان می‌دهد تا در مورد قیاس بین مقادیر الکتریکی و مکانیکی نتیجه‌گیری کنیم.

اسلاید 12.این قیاس ها در جدول ارائه شده است. پیوست 3.

همین جدول روی میزهای شما و در کتاب درسی شما در صفحه 86 موجود است.

بنابراین، بخش تئوری را در نظر گرفتیم. آیا همه چیز برای شما روشن بود؟ شاید کسی سوالی داشته باشد؟

حالا بیایید به سراغ حل مشکلات برویم.

IV. دقیقه تربیت بدنی

V. تلفیق مطالب مورد مطالعه.

حل مسئله:

1. مسائل 1، 2، مسائل قسمت A شماره 1، 6، 8 (شفاهی);
2. مشکلات شماره 957 (پاسخ 5.1 μH)، شماره 958 (پاسخ 1.25 برابر کاهش می یابد) (در تابلو).
3. بخش B (شفاهی)؛
4. وظیفه شماره 1 قسمت C (در هیئت مدیره).

مشکلات از مجموعه مسائل پایه های 10-11 توسط A.P. ریمکویچ و ضمائم 10. ضمیمه 4.

VI. انعکاس.

دانش آموزان یک کارت بازتابی را پر می کنند.

VII. جمع بندی درس.

آیا اهداف درس محقق شد؟ جمع بندی درس. ارزیابی دانش آموز.

هشتم. تکلیف خانه.

بندهای 27 – 30 شماره 959 960 وظایف باقی مانده از پیوست 10.

ادبیات:

1. دوره فیزیک چند رسانه ای “Open Physics” نسخه 2.6 ویرایش شده توسط استاد MIPT S.M. بز.
2. کتاب مسائل برای پایه های 10-11. A.P. ریمکویچ، مسکو "روشنگری"، 2012.
3. فیزیک. کتاب درسی پایه یازدهم موسسات آموزش عمومی. G.Ya.Myakishev، B.B. بوخوفتسف، V.M. چاروگین. مسکو "روشنگری"، 2011.
4. مکمل الکترونیکی کتاب درسی توسط G.Ya.Myakishev، B.B. بوخوفتسوا، V.M. چاروگینا. مسکو "روشنگری"، 2011.
5. القای الکترومغناطیسی مشکلات کیفی (منطقی). پایه یازدهم پروفایل فیزیک و ریاضی. سانتی متر. نوویکوف. مسکو "Chistye Prudy"، 2007. کتابخانه "اول شهریور". سری "فیزیک". شماره 1 (13).
6. http://pitf.ftf.nstu.ru/resources/walter-fendt/osccirc

P.S.در صورتی که امکان تهیه رایانه برای هر دانش آموز وجود نداشته باشد، آزمون می تواند به صورت کتبی برگزار شود.

نوساناتی وجود دارد

مکانیکی، الکترومغناطیسی، شیمیایی، ترمودینامیکی

و انواع دیگر با وجود چنین تنوعی، همه آنها اشتراکات زیادی دارند.

• یک میدان مغناطیسی

تولید شده توسط جریان الکتریکی

مشخصه فیزیکی اصلی القای مغناطیسی است

• میدان الکتریکی

با شارژ من تولید می کند

ویژگی فیزیکی اصلی -

قدرت میدان

• اینها تغییرات دوره ای یا تقریباً دوره ای هستند q، قدرت فعلی منو ولتاژ U .

انواع نوسانی

سیستم های

ریاضی

آونگ

بهار

آونگ

انواع نوسانی

سیستم های

ریاضی

آونگ

بهار

آونگ

نوسانی

جریان

نمودار عملکرد کمک فنر

نمایش شماتیک انواع سیستم های نوسانی

آونگ ریاضی

آونگ فنری

• این ساده ترین سیستمی است که در آن نوسانات الکترومغناطیسی می تواند رخ دهد که از یک خازن و یک سیم پیچ متصل به صفحات آن تشکیل شده است.

با توجه به ماهیت فرآیندهای ایجاد حرکات نوسانی

انواع نوسانی

جنبش

در دسترس

مجبور شد

سیستم نوسانی به حال خود رها شده است، نوسانات میرا به دلیل ذخیره اولیه انرژی رخ می دهد.

نوسانات به دلیل نیروهای خارجی و متناوب در حال تغییر رخ می دهد.

• نوسانات آزاد نوساناتی در یک سیستم هستند که پس از خارج شدن از حالت تعادل رخ می دهند.

• نوسانات اجباری به نوسانات در مدار تحت تأثیر یک EMF تناوبی خارجی گفته می شود.

• برای خارج کردن سیستم از حالت تعادل، لازم است شارژ اضافی به خازن وارد شود.

• منشأ EMF: الکترون هایی که همراه با هادی های قاب حرکت می کنند، توسط نیروی میدان مغناطیسی وارد می شوند و باعث تغییر در شار مغناطیسی و بر این اساس، emf القایی می شوند.

برای مشاهده و تحقیق مناسب ترین دستگاه است اسیلوسکوپ الکترونیکی

اسیلوسکوپ

(از لاتین oscillo - نوسان و "شمار")، اندازه گیری

وسیله ای برای مشاهده رابطه بین دو

یا چندین مقدار که به سرعت در حال تغییر هستند

(برقی یا تبدیل به برقی)

رایج ترین اسیلوسکوپ های پرتو کاتدی

که در آن سیگنال های الکتریکی

متناسب با تغییر در مقادیر مورد مطالعه،

به صفحات انحراف می رسند

لوله اسیلوسکوپ;

روی صفحه لوله مشاهده می کنند یا

عکس گرافیکی

تصویری از اعتیاد

L – اندوکتانس قرقره ها، Gn

ج – ظرفیت الکتریکی کندانسور، اف

شارژر

کندانسور

W - انرژی میدان الکتریکی، J

تخلیه خازن: انرژی میدان الکتریکی کاهش می یابد، اما در عین حال انرژی میدان مغناطیسی جریان افزایش می یابد.

• W=Li²/2 –

انرژی میدان مغناطیسی، جی

i- قدرت جریان متناوب، A

انرژی کل میدان الکترومغناطیسی مدار برابر است با مجموع انرژی میدان های مغناطیسی و الکتریکی.

دبلیو = L i 2 / 2 + q 2 / 2C

W el W m W el

تبدیل انرژی در مدار نوسانی

q 2 / 2 C = q 2 / 2 C + Li 2 / 2 = Li 2 / 2

در مدارهای نوسانی واقعی

همیشه مقاومت فعال وجود دارد،

که تعیین می کند

میرایی ارتعاشات

ارتعاشات مکانیکی و الکترومغناطیسی و سیستم های نوسانی

ارتعاشات مکانیکی و الکترومغناطیسی دقیقاً از قوانین کمی تبعیت می کنند

علاوه بر ارتعاشات مکانیکی نیز وجود دارد

ارتعاشات الکترومغناطیسی

آنها در

مدار نوسانی

متشکل از

سیم پیچ و خازن

• چه تحولاتی در مدار رخ می دهد

تبدیل انرژی ها

• §27-28،
• چکیده در دفترچه یادداشت،
• تکرار ارتعاشات مکانیکی: تعاریف و مقادیر فیزیکی مشخص کننده ارتعاشات.

"نوسانات آزاد" - نوسانات بدون میراگر. نوسانات الکترومغناطیسی آزاد جایی که i و q قدرت فعلی و بار الکتریکی در هر زمان هستند. طبق قانون القای الکترومغناطیسی: کل انرژی الکترومغناطیسی مدار نوسانی. تعداد نوسانات در واحد زمان را فرکانس نوسان می گویند: انرژی کل.

"رزونانس مکانیکی" - 1. زنجیره ای از پل مصر در سنت پترزبورگ. طنین در تکنولوژی 3. مکزیکو سیتی 1985 پل معلق تاکوما مقدار تشدید مثبت فرکانس متر. 2. موسسه آموزشی دولتی ورزشگاه شماره 363 منطقه Frunzensky. فرکانس متر مکانیکی نی وسیله ای برای اندازه گیری فرکانس ارتعاش است.

"فرکانس ارتعاش" - امواج صوتی. بیا فکر کنیم؟؟؟؟ Infrasound در امور نظامی، ماهیگیری و غیره استفاده می شود. آیا صدا می تواند در گازها، مایعات و جامدات حرکت کند؟ چه چیزی حجم صدا را تعیین می کند؟ زیر و بم صدا به چه چیزی بستگی دارد؟ سرعت صدا. سونوگرافی. در این حالت ارتعاشات منبع صدا مشهود است.

"ارتعاشات مکانیکی" - عرضی. نمودار آونگ فنری. حرکت نوسانی. رایگان. طولی. "ارتعاشات و امواج." هارمونیک. ارتعاشات رایگان امواج انتشار ارتعاشات در فضا در طول زمان هستند. تکمیل شده توسط: دانش آموز کلاس یازدهم "A" یولیا اولینیکوا. ارتعاشات اجباری امواج. آونگ ریاضی.

برای استفاده از پیش نمایش ارائه، یک حساب Google ایجاد کنید و وارد آن شوید: https://accounts.google.com

شرح اسلاید:

مدار نوسانی. ارتعاشات الکترومغناطیسی اصل ارتباطات رادیویی و تلویزیونی درس شماره 51

نوسانات الکترومغناطیسی تغییرات دوره ای در طول زمان در مقادیر الکتریکی و مغناطیسی (بار، جریان، ولتاژ، کشش، القای مغناطیسی و غیره) در یک مدار الکتریکی است. همانطور که مشخص است، برای ایجاد یک موج الکترومغناطیسی قدرتمند که بتواند توسط ابزارهایی در فواصل زیاد از آنتن ساطع کننده ضبط شود، لازم است که فرکانس موج حداقل 0.1 مگاهرتز باشد.

یکی از قسمت های اصلی ژنراتور مدار نوسانی است - این یک سیستم نوسانی است که از یک سیم پیچ القایی L به صورت سری متصل شده است، یک خازن با ظرفیت C و یک مقاومت با مقاومت R.

پس از اینکه شیشه لیدن (اولین خازن) را اختراع کردند و یاد گرفتند که چگونه با استفاده از یک ماشین الکترواستاتیک بار زیادی به آن وارد کنند، شروع به مطالعه تخلیه الکتریکی کوزه کردند. آنها با بستن آسترهای یک کوزه لیدن با یک سیم پیچ متوجه شدند که پره های فولادی داخل سیم پیچ مغناطیسی شده اند. نکته عجیب این بود که نمی‌توان پیش‌بینی کرد کدام انتهای هسته سیم پیچ قطب شمال و کدام قطب جنوب است. بلافاصله مشخص نشد که وقتی یک خازن از طریق یک سیم پیچ تخلیه می شود، نوساناتی در مدار الکتریکی رخ می دهد.

دوره نوسانات آزاد برابر با دوره طبیعی سیستم نوسانی است که در این مورد دوره مدار است. فرمول تعیین دوره نوسانات الکترومغناطیسی آزاد توسط فیزیکدان انگلیسی ویلیام تامسون در سال 1853 به دست آمد.

مدار فرستنده پوپوف بسیار ساده است - این یک مدار نوسانی است که از اندوکتانس (سیم پیچ ثانویه سیم پیچ)، یک باتری تغذیه شده و یک ظرفیت (شکاف جرقه) تشکیل شده است. اگر کلید را فشار دهید، جرقه ای در شکاف جرقه سیم پیچ می پرد و باعث ایجاد نوسانات الکترومغناطیسی در آنتن می شود. آنتن یک ویبره باز است و امواج الکترومغناطیسی ساطع می کند که با رسیدن به آنتن ایستگاه گیرنده، نوسانات الکتریکی را در آن تحریک می کند.

برای ثبت امواج دریافتی، الکساندر استپانوویچ پوپوف از یک دستگاه ویژه - یک منسجم (از کلمه لاتین "coherence" - cohesion) استفاده کرد که از یک لوله شیشه ای حاوی براده های فلزی تشکیل شده است. در 24 مارس 1896، اولین کلمات با استفاده از کد مورس - "هاینریش هرتز" منتقل شد.

اگرچه گیرنده های رادیویی مدرن شباهت بسیار کمی به گیرنده پوپوف دارند، اما اصول اولیه عملکرد آنها یکسان است.

نتیجه گیری اصلی: - مدار نوسانی یک سیستم نوسانی متشکل از یک سیم پیچ، یک خازن و یک مقاومت فعال به صورت سری است. – نوسانات الکترومغناطیسی آزاد نوساناتی هستند که در یک مدار نوسانی ایده آل به دلیل صرف انرژی وارد شده به این مدار رخ می دهند که متعاقباً دوباره پر نمی شود. - دوره نوسانات الکترومغناطیسی آزاد را می توان با استفاده از فرمول تامسون محاسبه کرد. - از این فرمول نتیجه می شود که دوره مدار نوسانی با پارامترهای عناصر تشکیل دهنده آن تعیین می شود: اندوکتانس سیم پیچ و ظرفیت خازن. – ارتباط رادیویی فرآیند انتقال و دریافت اطلاعات با استفاده از امواج الکترومغناطیسی است. – مدولاسیون دامنه فرآیند تغییر دامنه نوسانات فرکانس بالا با فرکانس برابر فرکانس سیگنال صوتی است. – فرآیند معکوس مدولاسیون را تشخیص می گویند.