Українські рефератиучбові матеріали на українській мові

Реферат: Вимушені електромагнітні коливання

ВЫНУЖДЕННЫЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ.

Вынужденными коливаннями називають такі коливання, які викликаються дією на систему зовнішніх сил, періодично змінюються з часом. Що стосується електромагнітних коливань такий зовнішньої силою є періодично постійно змінювана э.д.с. джерела струму.

Отличительные особливості змушених коливань: змушені коливання - невщухаючі коливання; частота змушених коливань дорівнює частоті зовнішнього періодичного на колебательную систему, тобто., у разі, дорівнює частоті зміни э.д.с. джерела струму.

Амплітуда змушених коливань залежить від частоти зміни э.д.с. джерела струму. Для змушених коливань характерно явище електричного резонансу, у якому амплітуда змушених коливань стає максимальної. Цю фізичну явище спостерігається при збігу частоти зміни э.д.с. джерела струму зі своєю частотою коливань даного контуру, тобто.:

, (1)

де: і - миттєве значення струму, тобто. його значення в останній момент часу t = 0;

J0 - амплітудний чи максимальне значення сили струму;

w - частота зміни струму, чисельно рівна частоті зміни э.д.с. джерела струму.

Мгновенным чи амплитудным значеннями струму і напруження практично користуватися незручно. Амперметры і вольтметри у ланцюги змінного струму вимірюють звані чинні чи ефективні значення змінного струму, пов'язані з амплитудными значеннями струму по формулам:

, (4)

. (5)

Чинними значеннями сили струму і напруження змінного струму називають значення цих величин для такого постійного струму, який тому самому активному опір виділяє під час, однакову періоду Т змінного струму, стільки ж теплоти, як і цей перемінний струм.

Джерелом змінного струму є генератор змінного струму, фізичний принцип дії якого грунтується на рівномірному обертанні з кутовий швидкістю w пласкою рамки площею P.S, що з N витків, в однорідному магнітному полі з індукцією У. У цьому рамку пронизує перемінний магнітний потік:

, (6)

де: Ф0 - максимальне значення магнітного потоку;

a - кут між нормалью до рамці і вектором магнітної індукції У;

w - кутова швидкість обертання рамки.

Відповідно до Закону електромагнітної індукції, на тлі буде збуджуватиметься миттєве значення э.д.с., змінюється згідно із законом:

, (7)

де: e - миттєве значення э.д.с.;

e0 - амплітудний значення э.д.с.;

w - кутова швидкість обертання рамки.

У випадку ланцюг змінного струму є коливальний контур:

Напруга на затисках джерела струму U змінюється по гармонійного закону із частотою зміни э.д.с. генератора змінного струму.

Існує принципова різниця електричного опору ланцюга змінного струму проти електричним опором ланцюга постійного струму, що з перетвореннями електричної енергії до інших види енергії.

Устройства, у яких електрична енергія цілком і необоротно перетворюється на решта видів енергії, називають активними навантаженнями, а електричні опору цих пристроїв - активними опорами. У ланцюзі постійного струму існує лише активні навантаження.

Устройства, у яких немає необоротного перетворення електричної енергії до інших види енергії, називають реактивними навантаженнями, які опору - реактивними опорами. Реактивные опору у ланцюзі змінного струму мають конденсатор і котушка індуктивності, які, відповідно називають емкостным xc опором і індуктивним опором xL. У цьому конденсатор має сенс тільки реактивне опір, а котушка індуктивності, крім реактивного опору, має ще активним опором. Реактивные опору обчислюються по формулам:

, (8)

, (9)

де: З - ємність конденсатора;

L - индуктивность котушки;

w - частота зміни э.д.с. джерела струму.

Якщо ланцюга змінного струму реактивної навантаження немає або її опір пренебрежимо мало проти активним опором ланцюга, то коливання сили струму збігаються за фазою з коливаннями напруження і походять з частотою і фазою коливань э.д.с. джерела струму:

, (10)

, (11)

. (12)

Ланцюг змінного струму, яка містить конденсатора й активна опір якої мізерно мало проти індуктивним опором, називається ланцюгом змінного струму з індуктивним опором. У такій ланцюга коливання напруги на котушці випереджає коливання сили струму на