Pamokos "Virpesių grandinė. Elektromagnetinių virpesių gavimas" santrauka. Priverstiniai elektromagnetiniai virpesiai. Elektromagnetiniai virpesiai grandinėje - radijo bangų šaltinis 9 elementų kondensatoriaus virpesių grandinė

Data: ___________ Parašas: __________Klasė: 9 klasė Tema: fizikaMokytojas Černobajevas A.Yu.

Tema: " ELEKTROMAGNETINIAI VIRPIMAI »

Pamokos tikslas:
Užduotys: Švietimas: puoselėti fizinio darbo kultūrą; atsargiai aiškindami naują medžiagą. Švietimas: Pateikite matematinės ir spyruoklinės švytuoklės sąvokas,ištirti elektromagnetinių virpesių sampratą ir ištirti Tomsono formulę
Kuriama: skatinti protinės veiklos vystymąsi.
Reikalavimai žinioms ir įgūdžiams: Mokiniai turėtų žinoti: kas vadinama laisvuoju ir priverstiniu svyravimu - tai, kas vadinama virpesių grandine, elektromagnetinių virpesių apibrėžimas Studentai turi sugebėti: - apskaičiuokite 1, T, t, k, ir remiantis matematikos laikotarpio formulėmis. ir spyruoklinės švytuoklės; - sprendžia kokybines problemas, aiškina reiškinius, remdamasis ištirtu dalyku; - spręsdami uždavinius taikyti Tomsono formulę
Pamokos tipas:kombinuota pamoka
Programinė įranga: vadovėlis, darbo sąsiuvinis, lenta, informacinė medžiaga ir papildoma mokytojo pasiūlyta medžiaga.

Planas:

I Org. momentasII Namų darbų tikrinimasIII Žodinė apklausa praeities temomis: „Energijos transformacija svyruojantį judėjimą“ 1. Elektromagnetiniai virpesiai 2. Tomsono formulė 3. Problemų sprendimasV atspindysVI ApklausaVII namų darbai

Užsiėmimų metu:

I Org. momentasII Namų darbų tikrinimas:III Žodinė apklausa praeities temomis: „svyruojantis judėjimas“– Kurioje padėtyje kūno svyruojamojo judėjimo kinetinė energija yra didžiausia? Kodėl? – Kokioje padėtyje spyruoklės švytuoklės potencinė energija yra didžiausia? Kodėl? – Kokia yra suminė svyruojančio kūno energija bet kuriame trajektorijos taške? – Kokių galite pateikti slopintų virpesių pavyzdžių? IV Naujos medžiagos mokymasis:

ELEKTROMAGNETINIAI VIRPIMAI

1. Elektromagnetinių virpesių atradimas buvo netikėtas. Išradę paprasčiausią kondensatorių ir išmokę jį įkrauti dideliu elektrostatiniu aparatu, mokslininkai pradėjo stebėti jo elektros krūvį. Su paprasčiausiu kondensatoriumi – Leyden stiklainiuku – susipažinote 8 klasėje. Uždarius Leyden stiklainio plokštes vielos rite, nustatyta, kad ritės viduje esantys plieniniai stipinai buvo įmagnetinti. Čia nebuvo nieko keisto, nes elektros srovė turėtų įmagnetinti plieninę ritės šerdį. Stebina tai, kad buvo neįmanoma nuspėti, kuris įmagnetintos ritės šerdies galas bus šiaurės ašigalis, o kuris – pietinis. Tomis pačiomis sąlygomis atlikti eksperimentai davė skirtingus rezultatus. Mokslininkai ne iš karto suprato, kad kai kondensatorius iškraunamas per ritę, atsiranda svyravimai. Iškrovimo metu kondensatorius turi laiko kelis kartus pasikrauti, o elektros srovė taip pat keičia kryptį. Dėl šios priežasties šerdis gali būti įmagnetinta skirtingai, o jos poliai keičiasi pakaitomis. Taigi, kai kondensatorius išsikrauna, periodiškai (arba beveik periodiškai) keičiasi įkrova, srovė, įtampa, elektriniai ir magnetiniai laukai. Periodiškas šių dydžių pokytis vadinamas elektromagnetiniais virpesiais. Gauti elektromagnetinius virpesius beveik taip paprasta, kaip priversti kūną svyruoti pakabinus jį ant spyruoklės. Tačiau stebėti elektromagnetinius virpesius nebėra taip paprasta. Juk tiesiogiai nematome nei kondensatoriaus perkrovos, nei srovės ritėje. Be to, svyravimai dažniausiai vyksta labai dideliu dažniu. Elektromagnetiniams virpesiams stebėti ir tirti tinkamiausias instrumentas yra elektroninis osciloskopas. Elektromagnetiniai virpesiai atsiranda elektros grandinėje, susidedančioje iš kondensatoriaus bloko ir induktoriaus (89 pav., 6). Grandinė, susidedanti iš kondensatoriaus ir ritės, sujungtų nuosekliai ir leidžianti priimti elektromagnetinius virpesius, vadinama virpesių grandine. Toks įrenginys susideda iš srovės šaltinio (1), kondensatorių bloko (2), induktoriaus (3), elektroninio osciloskopo (4) ir jungiklio (5). Baterijos talpa (C) gali būti keičiama pajudinant rankenėlę ir įjungiant skirtingus kondensatorius. Taip pat galite pakeisti ritės induktyvumą (b), įskaitant daugiau ar mažiau apvijos apsisukimų arba plieninės šerdies įvedimą į ritę. Tokio įrenginio schema pateikta fig. 89, a. Jungiklį pasukus į kairę (89 pav., a, padėtis b), kondensatorius prijungiamas prie srovės šaltinio ir jo plokštelėse pradeda kauptis elektros krūvis, t.y. kondensatorius pradeda krautis. Ir jei rankena yra išmesta į dešinę (7 padėtis), tada srovės šaltinis išjungiamas, o ritės apvija prijungiama prie kondensatoriaus gnybtų. Tokiu atveju kondensatorius pradeda išsikrauti per ritę, o per apviją teka elektros srovė.

Tokius pakaitomis besikeičiančius procesus virpesių grandinėje galima pamatyti osciloskopo ekrane. Idealiomis sąlygomis, kai elektrinė varža lygi nuliui arba artima jai, ekrane matomi laisvieji elektromagnetiniai svyravimai (89 pav., O tuo atveju, kai grandinės elektrinė varža yra didelė, tada oscilograma osciloskopo ekrane atsiranda slopinamas svyravimas (90 pav.) "Kai instaliacijoje padidėja kondensatoriaus elektrinė talpa, matosi oscilogramos tempimas horizontalia kryptimi. Todėl didėjant virpesių grandinės talpai , elektromagnetinio virpesio periodas didėja (dažnis atitinkamai mažėja).Mažėjant talpai mažėja ir svyravimų periodas, o dažnis natūraliai didėja.Toks toks pat rezultatas gaunamas pakeitus ritės induktyvumą grandinėje. fizikiniai dydžiai - induktyvumas ir talpa - jums žinomi iš fizikos kurso 8 klasei Didėjant induktyvumui, svyravimų periodas didėja, o, atvirkščiai, mažėjant induktyvumui, periodas mažėja. Šis rezultatas panašus į spyruoklės švytuoklės svyravimo periodo pokytis, pasikeitus apkrovos masei ir spyruoklės standumui. Taigi, laisvo elektromagnetinio virpesio laikotarpis virpesių grandinėje apskaičiuojamas pagal grandinės induktyvumą (L) ir talpą (C) pagal formulę:

Jo garbei ši išraiška vadinama Tomsono formule. Norint gauti periodą (T) sekundėmis (s), induktyvumas (L) turi būti išreikštas henriu (H), o talpa (C) – faradais (F). Reiškiniai virpesių grandinėje yra panašūs į tuos, kurie vyksta spyruoklinėje švytuoklėje. Išties, kad spyruoklinėje švytuoklėje atsirastų svyravimai, spyruoklė turi būti deformuota (suspausta), suteikiant jai potencialią energiją (91 pav., a). Panašiai, kad svyravimų grandinėje atsirastų svyravimai, kondensatorius turėtų būti įkrautas ir taip jame sutelkta elektrinio lauko energija (91 pav., 6).

Praėjus ketvirčiui laikotarpio, spyruoklės deformacija išnyksta, o apkrova maksimaliu greičiu pereina pusiausvyros padėtį. Šiuo atveju spyruoklės potencinė energija paverčiama kinetine apkrovos energija (91 pav., c). Lygiai taip pat po ketvirčio laikotarpio kondensatorius išsikrauna, o per ritės apviją teka didžiausio stiprumo elektros srovė. Kondensatoriaus elektrinio lauko energija virto ritės magnetinio lauko energija (91 pav., e). Toliau apkrova, tęsdama savo judėjimą, ištempia spyruoklę, o pusės ciklo pabaigoje apkrovos kinetinė energija vėl paverčiama potencialia spyruoklės energija (91 pav., e). Panašiai kondensatoriaus plokštelėse pradeda kauptis elektros krūviai dėl magnetinio lauko energijos, o pusės ciklo pabaigoje ritės magnetinio lauko energija pavirsta į elektrinio lauko energiją. kondensatorius (91 pav., e). Šis procesas kartojamas dar kartą, o laikotarpio pabaigoje sistema grįžta į pradinę būseną (91 pav., g, h, i, j). Taigi galime daryti išvadą: grandinėje, susidedančioje iš kondensatoriaus ir induktoriaus, kito kondensatoriaus iškrovimo metu atsiranda elektromagnetiniai virpesiai. Problemos sprendimas: 3 numeris. Lėtiems elektromagnetiniams virpesiams pademonstruoti surenkama virpesių grandinė su kondensatoriumi, kurio talpa yra 2,5 mikrofaradų. Kokia turi būti ritės, kurios svyravimo periodas yra 0,2 s, induktyvumas?

Duota:

№2. Kokio ilgio turi būti matematinė švytuoklė, kad jos svyravimo periodas būtų lygus 1 s? №4. Su kokiu periodu mėnulio paviršiuje svyruos 1 m ilgio matematinė švytuoklė? Laisvo kritimo pagreitis Mėnulyje yra 1,62 m/s 2 . 23 pratimas: №2. Kaip pasikeis švytuoklės svyravimo laikotarpis, jei perkelsite ją iš Žemės į Mėnulį? Mėnulio masė yra 81 kartą mažesnė už Žemės masę, o Žemės spindulys yra 3,7 karto didesnis už Mėnulio spindulį. №3. 200 g sveriantis kūnas, pakabintas ant spyruoklės, kurios standumas yra 16 N/m, horizontalioje plokštumoje svyruoja 2 cm amplitude. Nustatykite kūno virpesių ciklinį dažnį ir sistemos energiją. 24 pratimas: №1. Virpesių grandinė susideda iš 250 pF kondensatoriaus ir 10 mH induktoriaus. Nustatykite laisvųjų svyravimų periodą ir dažnį. Nr. 2. Būtina surinkti svyruojančią grandinę, kurios dažnis yra 3 MHz, naudojant ritę, kurios induktyvumas yra 1,3 mH. Kokia turėtų būti kondensatoriaus talpa?

V atspindys– Kas yra matematinė švytuoklė? Kas lemia matematinės švytuoklės svyravimo periodą? Kas lemia kūno svyravimo periodą, veikiant tamprumo jėgai? – Kaip instrumentų švytuoklių pagalba randate naudingųjų iškasenų telkinius? – Kokios vibracijos vadinamos laisvosiomis? Kodėl vibracijos išnyksta? – Kaip trinties jėga įtakoja svyravimų amplitudę? Kodėl slopintų virpesių negalima vadinti harmoniniais? – Kas lemia svyravimo sistemos natūralų dažnį? Kas yra priverstinė vibracija? Koks yra priverstinių svyravimų dažnis? – Kaip priverstinių svyravimų amplitudė priklauso nuo dažnio? Koks reiškinys vadinamas rezonansu? – Kokių galite pateikti rezonanso taikymo pavyzdžių? – Kas yra virpesių grandinė? Nubraižykite jį. – Ką reikia daryti, kad svyravimo grandinėje atsirastų laisvieji virpesiai? – Kodėl laisvieji elektromagnetiniai virpesiai nyksta? – Kaip kondensatoriaus talpos pokytis įtakoja laisvo svyravimo grandinėje periodą? – Kaip ritės induktyvumo pokytis įtakoja laisvo svyravimo grandinėje periodą? - Kokia formule išreiškiamas laisvųjų svyravimų periodas virpesių grandinėje? Kokiais vienetais matuojami į jį įtraukti kiekiai? VI ApklausaVII Namų darbai: § 54–55, 45, Nr. 2.5, 46, 22:

susitarimas

Vartotojų registravimo svetainėje "KOKYBĖS ŽENKLAS" taisyklės:

Draudžiama registruoti vartotojus su tokiais slapyvardžiais kaip: 111111, 123456, ytsukenb, lox ir kt.;

Draudžiama iš naujo registruotis svetainėje (kurti pasikartojančias paskyras);

Draudžiama naudoti kitų asmenų duomenis;

Draudžiama naudoti kitų asmenų elektroninio pašto adresus;

Elgesio taisyklės svetainėje, forume ir komentaruose:

1.2. Kitų vartotojų asmens duomenų skelbimas anketoje.

1.3. Bet kokie destruktyvūs veiksmai, susiję su šiuo ištekliu (destruktyvūs scenarijai, slaptažodžio atspėjimas, apsaugos sistemos pažeidimas ir kt.).

1.4. Nepadorių žodžių ir posakių naudojimas kaip slapyvardis; posakiai, pažeidžiantys Rusijos Federacijos įstatymus, etikos ir moralės normas; žodžiai ir frazės, panašios į administracijos ir moderatorių slapyvardžius.

4. 2 kategorijos pažeidimai: baudžiamas visišku draudimu siųsti bet kokio tipo žinutes iki 7 dienų. 4.1. Informacijos, kuriai taikomas Rusijos Federacijos baudžiamasis kodeksas, Rusijos Federacijos administracinis kodeksas ir prieštarauja Rusijos Federacijos Konstitucijai, talpinimas.

4.2. Propaganda bet kokia ekstremizmo, smurto, žiaurumo, fašizmo, nacizmo, terorizmo, rasizmo forma; tarpetninės, tarpreliginės ir socialinės neapykantos kurstymas.

4.3. Nekorektiškas kūrinio aptarimas ir „KOKYBĖS ŽENKLO“ puslapiuose publikuotų tekstų ir pastabų autorių įžeidinėjimai.

4.4. Grasinimai forumo nariams.

4.5. Sąmoningai melagingos informacijos, šmeižto ir kitos informacijos, diskredituojančios tiek vartotojų, tiek kitų asmenų garbę ir orumą, pateikimas.

4.6. Pornografija avataruose, pranešimuose ir citatose, taip pat nuorodos į pornografinius vaizdus ir išteklius.

4.7. Atviras aptarimas apie administracijos ir moderatorių veiksmus.

4.8. Galiojančių taisyklių viešas aptarimas ir įvertinimas bet kokia forma.

5.1. Mat ir nešvankybės.

5.2. Provokacijos (asmeniniai išpuoliai, asmeninis diskreditavimas, neigiamos emocinės reakcijos formavimas) ir diskusijų dalyvių priekabiavimas (sistemingas provokacijų naudojimas vieno ar kelių dalyvių atžvilgiu).

5.3. Vartotojų provokavimas konfliktuoti tarpusavyje.

5.4. Šiurkštumas ir grubumas pašnekovų atžvilgiu.

5.5. Perėjimas prie individo ir asmeninių santykių išsiaiškinimas forumo temose.

5.6. Potvynis (identiški arba beprasmiai pranešimai).

5.7. Tyčinis slapyvardžių ir kitų vartotojų vardų rašymas įžeidžiančiu būdu.

5.8. Cituojamų žinučių redagavimas, jų reikšmės iškraipymas.

5.9. Asmeninio susirašinėjimo publikavimas be aiškaus pašnekovo sutikimo.

5.11. Destruktyvus trolinimas – tai tikslingas diskusijos pavertimas susirėmimu.

6.1. Per daug cituojami (per daug cituojami) pranešimai.

6.2. Naudojamas raudonas šriftas, skirtas moderatorių taisymui ir komentarams.

6.3. Moderatoriaus ar administratoriaus uždarytų temų diskusijos tęsinys.

6.4. Kurti temas, kurios neturi semantinio turinio arba yra provokuojančio turinio.

6.5. Temos ar pranešimo pavadinimo viso ar dalies sukūrimas didžiosiomis raidėmis arba užsienio kalba. Išimtis daroma nuolatinių temų pavadinimams ir moderatorių atidarytoms temoms.

6.6. Antraštės kūrimas didesniu nei įrašo šriftu ir antraštėje daugiau nei vienos paletės spalvos naudojimas.

7. Forumo taisyklių pažeidėjams taikomos sankcijos

7.1. Laikinas arba nuolatinis draudimas patekti į forumą.

7.4. Paskyros ištrynimas.

7.5. IP blokavimas.

8. Užrašai

8.1.Moderatorių ir administracijos sankcijų taikymas gali būti vykdomas be paaiškinimo.

8.2. Šios taisyklės gali keistis, apie kurias bus pranešta visiems svetainės nariams.

8.3. Vartotojams draudžiama naudoti klonus tuo laikotarpiu, kai blokuojamas pagrindinis slapyvardis. Tokiu atveju klonas užblokuojamas neribotam laikui, o pagrindinis slapyvardis gaus papildomą dieną.

8.4 Moderatorius arba administratorius gali redaguoti pranešimą su nepadoria kalba.

9. Administracija Svetainės "ZNAK QUALITY" administracija pasilieka teisę ištrinti bet kokius pranešimus ir temas be paaiškinimo. Svetainės administracija pasilieka teisę redaguoti žinutes ir vartotojo profilį, jei juose esanti informacija tik iš dalies pažeidžia forumo taisykles. Šie įgaliojimai taikomi moderatoriams ir administratoriams. Administracija pasilieka teisę prireikus šias Taisykles keisti ar papildyti. Taisyklių nežinojimas neatleidžia vartotojo nuo atsakomybės už jų pažeidimą. Svetainės administracija negali patikrinti visos vartotojų paskelbtos informacijos. Visi pranešimai atspindi tik autoriaus nuomonę ir negali būti naudojami vertinant visų forumo dalyvių nuomones kaip visumą. Svetainės darbuotojų ir moderatorių pranešimai yra jų asmeninės nuomonės išraiška ir gali nesutapti su redaktorių ir svetainės vadovų nuomone.

Norėdami naudoti pristatymų peržiūrą, susikurkite „Google“ paskyrą (paskyrą) ir prisijunkite: https://accounts.google.com

Skaidrių antraštės:

Virpesių grandinė. Elektromagnetiniai virpesiai. Radijo ryšio ir televizijos principas Pamoka #51

Elektromagnetiniai virpesiai – tai periodiški elektrinių ir magnetinių dydžių (krūvio, srovės, įtampos, intensyvumo, magnetinės indukcijos ir kt.) pokyčiai laikui bėgant elektros grandinėje. Kaip žinoma, norint sukurti galingą elektromagnetinę bangą, kurią prietaisai galėtų registruoti dideliais atstumais nuo spinduliuojančios antenos, būtina, kad bangos dažnis būtų ne mažesnis kaip 0,1 MHz.

Viena iš pagrindinių generatoriaus dalių yra virpesių grandinė - tai virpesių sistema, susidedanti iš ritių, nuosekliai sujungtų su induktyvumu L, kondensatoriaus, kurio talpa C, ir rezistoriaus su varža R.

Išradę Leyden indelį (pirmąjį kondensatorių) ir išmokę elektrostatiniu aparatu į jį įkrauti didelį krūvį, jie pradėjo tirti stiklainio elektros iškrovą. Ritės pagalba uždarę Leyden stiklainio pamušalą, nustatėme, kad ritės viduje esantys plieniniai stipinai buvo įmagnetinti. Keista buvo tai, kad buvo neįmanoma nuspėti, kuris ritės šerdies galas bus šiaurės ašigalis, o kuris pietinis. Ne iš karto buvo suprasta, kad kai kondensatorius iškraunamas per ritę, elektros grandinėje atsiranda virpesių.

Laisvųjų svyravimų periodas lygus natūraliam virpesių sistemos periodui, šiuo atveju grandinės periodui. Laisvųjų elektromagnetinių virpesių periodo nustatymo formulę anglų fizikas Williamas Thomsonas 1853 m.

Popovo siųstuvo grandinė yra gana paprasta - tai virpesių grandinė, susidedanti iš induktyvumo (antrinės ritės apvijos), maitinamos baterijos ir talpos (kibirkšties tarpo). Jei paspausite klavišą, ritės kibirkšties tarpelyje šokinėja kibirkštis, sukeldama antenoje elektromagnetinius virpesius. Antena yra atviras vibratorius ir skleidžia elektromagnetines bangas, kurios, pasiekusios priėmimo stoties anteną, sužadina joje elektrinius virpesius.

Gautoms bangoms užregistruoti Aleksandras Stepanovičius Popovas panaudojo specialų prietaisą – koheerį (iš lotyniško žodžio „koherence“ – sankaba), susidedantį iš stiklinio vamzdžio su metalinėmis drožlėmis. 1896 metų kovo 24 dieną pirmieji žodžiai buvo perduoti naudojant Morzės abėcėlę – „Heinrichas Hercas“.

Nors šiuolaikiniai radijo imtuvai labai mažai primena Popovo imtuvą, pagrindiniai jų veikimo principai yra vienodi.

Pagrindinės išvados: - Virpesių grandinė yra virpesių sistema, susidedanti iš nuosekliai sujungtos ritės, kondensatoriaus ir aktyviosios varžos. - Laisvieji elektromagnetiniai virpesiai – tai svyravimai, atsirandantys idealioje virpesių grandinėje dėl energijos, perduodamos šiai grandinei, sąnaudų, kurios ateityje nepapildomos. – Laisvųjų elektromagnetinių virpesių periodą galima apskaičiuoti pagal Tomsono formulę. - Iš šios formulės išplaukia, kad virpesių grandinės periodą lemia jos sudedamųjų dalių parametrai: ritės induktyvumas ir kondensatoriaus talpa. Radijo ryšys yra informacijos perdavimo ir priėmimo procesas naudojant elektromagnetines bangas. – Amplitudės moduliavimas – tai aukšto dažnio virpesių amplitudės keitimo procesas, kurio dažnis lygus garso signalo dažniui. – Procesas, atvirkštinis moduliacijai, vadinamas aptikimu.

Fizikos testas Virpesių grandinė, Elektromagnetinių virpesių gavimas 9 klasės mokiniams su atsakymais. Testą sudaro 10 klausimų su atsakymų variantais.

1. Virpesių grandinėje, kondensatoriui išsikrovus, srovė neišnyksta iš karto, o palaipsniui mažėja, įkraunant kondensatorių. Tai susiję su reiškiniu

1) inercija
2) elektrostatinė indukcija
3) saviindukcija
4) terminė emisija

2. Kaip pasikeis grandinės natūralių svyravimų periodas, jei jos induktyvumas padidės 10 kartų, o talpa sumažinama 2,5 karto?

1) padidės 2 kartus
2) Sumažinti 2 kartus
3) padidės 4 kartus
4) Sumažinti 4 kartus

3. Kaip pasikeis grandinės natūralių svyravimų periodas, jei jos induktyvumas padidės 20 kartų, o talpa sumažinama 5 kartus?

1) padidės 2 kartus
2) Sumažinti 2 kartus
3) padidės 4 kartus
4) Sumažinti 4 kartus

4. Virpesių grandinė susideda iš kondensatoriaus su elektrine talpa NUO ir induktoriai L. Kaip pasikeis elektromagnetinių virpesių periodas šioje grandinėje, jei ir kondensatoriaus talpa, ir ritės induktyvumas padidės 4 kartus?

1) nepasikeis
2) padidės 4 kartus
3) Sumažinti 4 kartus
4) Sumažinti 16 kartų

5. Į

1) Sumažinti 2 kartus
2) padidės 2 kartus
3) Sumažinti 4 kartus
4) Padidės 4 kartus

6. Kaip keisis natūralių elektromagnetinių virpesių periodas grandinėje, jei raktas Į pereiti iš 1 pozicijos į 2 vietą?

1) Sumažinti 4 kartus
2) padidės 4 kartus
3) Sumažinti 2 kartus
4) Padidės 2 kartus

7. Kaip keisis natūralių elektromagnetinių virpesių periodas grandinėje, jei raktas Į pereiti iš 1 pozicijos į 2 vietą?

1) Sumažinti 9 kartus
2) Padidės 9 kartus
3) Sumažinti 3 kartus
4) padidės 3 kartus

8. Kaip keisis natūralių elektromagnetinių virpesių periodas grandinėje, jei raktas Į pereiti iš 1 pozicijos į 2 vietą?

1) Sumažinti 4 kartus
2) nepasikeis
3) Sumažinti 2 kartus
4) Padidės 2 kartus

9. Paveikslėlyje parodytas srovės stiprumo priklausomybės nuo laiko grafikas virpesių grandinėje su laisvaisiais virpesiais. Jei kondensatoriaus talpa padidinama 4 kartus, tada grandinės natūralių virpesių periodas taps lygus

1) 2 µs
2) 4 µs
3) 8 µs
4) 16 µs

10. Paveikslėlyje parodytas srovės stiprumo priklausomybės nuo laiko grafikas virpesių grandinėje su laisvaisiais virpesiais. Jei ritė šioje grandinėje bus pakeista kita ritė, kurios induktyvumas yra 4 kartus mažesnis, tada grandinės virpesių periodas bus lygus

1) 1 µs
2) 2 µs
3) 4 µs
4) 8 µs

Testo atsakymai fizikoje Vibracinė grandinė, Elektromagnetinių virpesių gavimas
1-3
2-1
3-1
4-2
5-1
6-4
7-3
8-2
9-3
10-2

Yra žinoma, kad svyruojantys judesiai yra tokie judesiai, kurie skiriasi vienu ar kitu pasikartojimo laipsniu.

Atsižvelgiant į mechaninius virpesius, nustatyta, kad kintamieji jose gali būti: poslinkis, amplitudė, fazė ir kiti dydžiai.

Elektromagnetiniuose virpesiuose periodiškai kintantys dydžiai yra: krūviai, srovės, įtampos, elektriniai ir magnetiniai laukai, susiję su srovėmis.

Elektromagnetiniai virpesiai gaunami įrenginiuose, vadinamuose virpesių grandinėmis (atviromis ir uždaromis).

Uždaroji virpesių grandinė – elektros grandinė, susidedanti iš kondensatoriaus, kurio talpa C, ritės (solenoido), kurios induktyvumas L, varža R, sujungtos nuosekliai (6.1 pav.).

Apsvarstykite uždarą virpesių grandinę, susidedančią tik iš kondensatoriaus, kurio talpa C, ir ritės, kurios induktyvumas L (6.2 pav.).

Norint gauti elektromagnetinius svyravimus tokioje grandinėje, pirmiausia reikia įkrauti kondensatorių.

Pradiniu momentu t = 0: grandinėje I = 0 nėra srovės, kondensatoriuje yra elektrinis laukas, kurio didžiausias stiprumas E = E m ir energija

. (6.8)

Uždarius klavišą „K“, kondensatorius pradės išsikrauti, grandinėje atsiras didėjanti elektros srovė I, o induktoriaus ritėje atsiras magnetinis laukas su didėjančia H intensyvumo reikšme (indukcija B). Taigi, kondensatoriui išsikraunant, jo elektrinis laukas silpnėja, o ritės magnetinis laukas didėja.

Laiko momentu
kondensatorius visiškai išsikrovęs. Jame nebus elektrinio lauko (E = 0). Srovė pasieks didžiausią vertę I = I m . Ritės magnetinio lauko stipris pasieks didžiausią reikšmę H = H m . Magnetinio lauko energija taip pat bus maksimali:

. (6.9)

Tada magnetinis laukas susilpnės. Remiantis elektromagnetinės indukcijos dėsniu, grandinėje atsiras indukcijos srovė, kurios kryptis yra tokia pati kaip ir kondensatoriaus iškrovos srovės (pagal Lenco dėsnį). Kondensatorius bus įkrautas.

Laiko momentu
kondensatorius visiškai įkrautas. Elektrinio lauko stiprumas jame pasieks didžiausią reikšmę E = Em, nors vektoriaus E kryptis bus priešinga pradinei krypčiai. Srovė grandinėje sustos (I = 0). Solenoido magnetinio lauko stipris taps lygus nuliui ( H=0). Grandinės energija vėl bus lygi kondensatoriaus elektrinio lauko energijai.

Tada kondensatorius vėl pradės išsikrauti, grandinėje atsiras elektros srovė, kurios kryptis yra priešinga pradinio iškrovimo srovei. Ritėje atsiras magnetinis laukas priešinga kryptimi.

Laiko momentu
kondensatorius visiškai išsikrovęs. Srovė sustos. Elektrinio lauko stipris taps nuliu. Ritės magnetinis laukas vėl pasieks maksimalią vertę, tuo tarpu H = - H m , t.y. grandinės energija bus lygi ritės magnetinio lauko energijai.

Kitą akimirką magnetinis laukas pradės silpti, atsiras indukcinė srovė, neleidžianti susilpnėti magnetiniam laukui, kondensatorius pradės krauti.

Laiko momentu
sistema grįš į pradinę būseną ir prasidės svarstytų procesų kartojimas.

Taigi, uždaroje virpesių grandinėje vyks kintantys procesai su kintamomis charakteristikomis, atsiras elektromagnetiniai virpesiai, kuriuos lydi periodinės abipusės elektrinio ir magnetinio lauko energijų transformacijos. Šios energijų transformacijos yra panašios į energijų transformaciją harmoninių virpesių metu, pavyzdžiui, matematinės švytuoklės.

Jeigu grandinėje nebūtų energijos nuostolių (laidininkų įkaitimas, spinduliavimas), tai elektromagnetiniai svyravimai joje vyktų pagal harmoninį dėsnį, būtų neslopinami.

Elektromagnetiniai virpesiai, atsirandantys pačioje virpesių grandinėje, vadinami natūraliais svyravimais.

Natūralių elektromagnetinių virpesių lygtis gali būti gauta iš šių svarstymų. Darant prielaidą, kad momentinė srovės vertė visoje grandinėje yra tokia pati, remiantis antruoju Kirchhoffo dėsniu, galime parašyti

. (6.10)