Вверх
Физика 9 кл. Колебательный контур. Получение электромагнитных колебаний
Касс!ная физика на Youtube

Фильмы об ученых
Фильмы об ученых

Научные игры
Научные игрушки

Азбука физики
Азбука физики

Викторины
Викторины

Парадоксы
Парадоксы

Простые опыты
Простые опыты

BHИMAHИE!!! Тeмы "ЦOP 7-9 клacc к уроку" ecть в фopмaтe PDF!
Возможный вариант просмотра SWF-файлов: скачать адобовский флэш-плейер flashplayer_32 по ссылке скачать. Установить его на рабочий стол компа (или закачать его на флэшку и подключить ее к компу). Далее сохранить нужный ЦОР со страниц нашего сайта и просто открыть его.
Приятного просмотра!

Физика 9 кл. Колебательный контур. Получение электромагнитных колебаний


1. Для чего электромагнитные волны подаются в антенну?

Радиовещание осуществляется посредством электромагнитных волн, излучаемых антенной радиопередающего устройства.
Источником электромагнитных волн являются ускоренно движущиеся заряженные частицы.
Для того чтобы антенна излучала электромагнитные волны, в ней нужно возбуждать колебания свободных электронов, т.е. электромагнитные колебания.

2. Почему в радиовещании используются электромагнитные волны высокой частоты?

Для создания мощной электромагнитной волны необходимо, чтобы частота волны была не меньше 0,1 МГц.
Колебания таких частот невозможно получить от генератора переменного электрического тока.
Поэтому они подаются на антенну от генератора высокочастотных электромагнитных колебаний, имеющегося в каждом радиопередающем устройстве.

3. Какую систему представляет собой колебательный контур и из каких устройств он состоит?

Колебательный контур - это колебательная система, в которой могут возникать свободные электромагнитные колебания.
Простейший колебательный контур состоит из конденсатора и проволочной катушки.



4. Расскажите о цели, ходе и наблюдаемом результате опыта?

Опыт проводился с целью получения свободных электромагнитных колебаний и их изучения.



Cтавим переключатель в положение 1.
Конденсатор заряжается от источника.

Переводим переключатель в положение 2, соединяя конденсатор с катушкой.
Конденсатор С разряжается через катушку L1.
Стрелка гальванометра совершает несколько затухающих колебаний, отклоняясь от нулевого деления то в одну, то в другую сторону, и останавливается на нуле.


5. Какие процессы наблюдаются в колебательном контуре при возникновении электромагнитных колебаний?


а) При зарядке от источника тока конденсатор получает максимальный заряд qm.
Пусть верхняя обкладка зарядилась положительно, а нижняя — отрицательно.
Между обкладками конденсатора возникло напряжение Um.
Электрическое поле конденсатора получило энергию Еэm.

б) При замыкании ключа на катушку конденсатор начинает разряжаться.
В контуре появляется электрический ток (от + к -).
Сила тока увеличивается постепенно, так как возникший в катушке ток самоиндукции направлен против тока разряда конденсатора.
Когда конденсатор полностью разрядится - его заряд, напряжение между обкладками и энергия электрического поля станут равны нулю.
Но, энергия электрического поля не исчезла - она перешла в энергию магнитного поля тока катушки, которая в этот момент максимальна (Емm).
Наибольшему значению энергии соответствует и наибольшая сила тока Im.

в) Поскольку конденсатор разряжен, сила тока в контуре начинает уменьшаться.
Но теперь ток самоиндукции направлен в ту же сторону, что и ток разряжавшегося конденсатора, и препятствует его уменьшению.
Благодаря току самоиндукции к моменту времени Т/2 от начала разрядки, конденсатор перезарядится.
Его заряд вновь будет равен qm, но теперь верхняя обкладка будет заряжена отрицательно, а нижняя — положительно.

г) Через промежуток времени, равный 3T/4, конденсатор вновь будет разряжен.

д) Через время T будет заряжен так же, как в момент начала разрядки.
За промежуток времени, равный T, произошло одно полное колебание.
Т — период колебаний.

При периодическом изменении в катушке L1 силы тока и его направления соответственно меняется и создаваемый этим током магнитный поток, пронизывающий катушку L2.
При этом в ней возникает переменный индукционный ток, регистрируемый гальванометром.
Исходя из того что стрелка гальванометра совершила несколько затухающих колебаний и остановилась на нуле, можно сделать вывод, что электромагнитные колебания тоже были затухающими.
Энергия, полученная контуром от источника тока, постепенно расходовалась на нагревание проводящих частей контура.
Когда запас энергии иссяк, колебания прекратились.

Колебания, происходящие только благодаря начальному запасу энергии, называются свободными.
Период свободных колебаний равен периоду колебательного контура.

6. Какие преобразования энергии происходят в результате электромагнитных колебаний?

В результате электромагнитных колебаний в колебательном контуре происходит переход энергии электрического поля конденсатора в энергию магнитного поля тока катушки и обратно.

7. Почему ток в катушке не прекращается в тот момент, когда конденсатор разряжен?

Когда конденсатор разряжается, сила тока в контуре начинает уменьшаться.
В катушке возникает ток самоиндукции, который направлен в ту же сторону, что и ток разряжающегося конденсатора.
Этот ток самоиндукции препятствует уменьшению тока в контуре.

8. Каким образом гальванометр, не входящий в колебательный контур, мог регистрировать происходящие в этом контуре колебания?

Когда в катушке L1 меняется сила тока и его направление, то меняется и создаваемый этим током магнитный поток, пронизывающий катушку L2.
При этом в катушке L2 возникает переменный индукционный ток, регистрируемый гальванометром.

9. От чего зависит собственный период колебательного контура? Как его можно изменить?

Колебания, происходящие только благодаря начальному запасу энергии, называются свободными.
Период свободных колебаний равен собственному периоду колебательной системы, т.е. колебательного контура.

Период колебательного контура определяется параметрами составляющих его элементов: индуктивностью катушки и ёмкостью конденсатора.
Изменяя эти параметры, можно изменить собственный период колебательного контура.

Формула для определения периода свободных электромагнитных колебаний была получена английским физиком Уильямом Томсоном в 1853 г.
Она называется формулой Томсона:



Подаваемые в антенну высокочастотные колебания необходимы для создания электромагнитных волн.
Но для того чтобы волна излучалась в течение длительного времени, нужны незатухающие колебания.
Для создания в контуре незатухающих колебаний необходимо восполнять потери энергии, периодически подключая конденсатор к источнику тока.
В генераторе это осуществляется автоматически.

Следующая страница - смотреть

Назад в "Оглавление" - смотреть



По следам "английских ученых"

  • Можно ли вскипятить воду звуком?

    Если у вас в доме вдруг пропало электричество, не работает электрический чайник, плита, и кончились спички, но зато вопреки всему во всю силу гремит музыка, давайте зададимся вопросом: можно ли вскипятить воду, используя звук? Насколько это реально?
Новости

Задачи Г. Остера
Задачи Григория Остера

Это интересно
Интересная физика

История техники
История техники

Физика детям
Физика для детей

Знаете ли вы
Знаете ли вы

История физики
История физики

Вопросы-загадки
Вопросы-загадки

Мысли вслух
Мысли вслух

Этюды об ученых
Ученые-физики

Есть вопросик
Ответы на попросы по физике

Его величество
Все о человеке





Как сдавать экзамены?
Тактика тестирования
Знаешь ли ты себя?
На урок

Класс!ная физика для любознательных

Презентации и диафильмы по физике