Elektrický oscilačný obvod

Elektrickým oscilačným obvodom sa budeme venovať v tomto článku. Obsah v skratke:

Najprv je tu jeden Vysvetlenie, čo je to elektrický oscilačný obvod.
Potom sa uvidíme Príklady na elektrický oscilačný obvod.
S úlohy/Cvičenia môžeš si trošku natrénovať tému.
A Video na túto tému tiež vysvetľuje súvislosti.
Na konci článku je jedna Oblasť otázok a odpovedí na elektrický oscilačný obvod.

Za chvíľu sa vysporiadame s elektrickým oscilačným obvodom. Ak stále máte problémy s nasledujúcim obsahom, môže vám chýbať niekoľko základných informácií. V takom prípade sa prosím pozrite na tieto témy: kondenzátory, cievky, zdroj napätia a mechanické vibrácie.

Vysvetlenie elektrického oscilačného obvodu

Čo je elektrický oscilačný obvod? Aby sme to dosiahli, pozrime sa na nasledujúci okruh. Pozostáva z:

zdroj napätia U
kondenzátor C
cievka L
prepínač na 1,2

Teraz platí toto:

Prepínač je momentálne nastavený na ľavú stranu. To znamená, že zdroj napätia U a kondenzátor C sú spojené vedením.
Zdroj napätia teraz nabíja kondenzátor.
Cievka v súčasnosti nehrá vôbec žiadnu úlohu.
Teraz trochu počkáme, kým zdroj napätia naplní kondenzátor nábojmi.
Potom prepneme prepínač z 1 na 2.

Zdroj napätia už nehrá rolu.
Teraz však máme spojenie medzi kondenzátorom a cievkou.
Kondenzátor a cievka teraz tvoria uzavretý obvod.
Kondenzátor sa teraz vybíja, cievkou preteká elektrický prúd a vytvára sa magnetické pole.
Keď sa kondenzátor vybíja, magnetické pole cievky je silnejšie.
V určitom okamihu sa kondenzátor vyprázdni a prúd poklesne.
Kvôli vlastnej indukčnosti cievky cievka aplikuje opačný prúd.
Tento opačný prúd nabíja kondenzátor naopak. Plus a mínus sa obrátili.
Akonáhle sa kondenzátor nabije, hra sa začína odznova: Vybíjajte kondenzátor s cievkou magnetického poľa, kým sa kondenzátor nevyprázdni atď.

Náboj (energia) teda ide z kondenzátora do cievky a z cievky späť do kondenzátora. A podľa toho aj elektrina. Prúd a napätie preto oscilujú, a preto sa celej veci hovorí aj elektrický oscilačný obvod.

V elektrickom oscilačnom obvode nastáva elektromagnetická oscilácia, pretože magnetické a elektrické pole sa vytvára/rozkladá striedavo.

To, na čo sme sa práve pozreli, je ideálny prípad (ktorý v skutočnosti neexistuje). Pretože tu sme nebrali do úvahy, že tento obvod má aj odpor (napríklad cez vedenia). To, čo tu môžeme vidieť, sa nazýva ideálny oscilačný obvod. Tu by sme mali netlmenú osciláciu, to znamená, že výmena medzi kondenzátorom a cievkou by prebehla bez strát. V skutočnosti by sa táto strata energie musela kompenzovať pridaním „novej energie“, aby sa dosiahlo netlmenej oscilácie.

Ako dlho takáto neutlmená oscilácia trvá, je možné vypočítať pomocou Thomsonovho vzorca. Jeho prevrátená hodnota - frekvencia - naznačuje, ako často k takejto oscilácii dochádza za sekundu:

„T“ je perióda v sekundách
„f“ je frekvencia v Hz
„C“ je kapacita kondenzátora vo faradoch
„L“ je indukčnosť cievky v Henryho

Príklady elektrického oscilačného obvodu

Pozrime sa na ďalší príklad elektrického oscilačného obvodu.

príklad 1:

Máme ideálny rezonančný obvod s indukčnosťou 1 mH a kondenzátorom 1 µF. Vypočítajte periódu a frekvenciu rezonančného obvodu:

Riešenie: Vezmeme vzorec a vložíme informácie do rovnice. Nahradíme milli 10 -3 a µ 10 -6. Týmto vypočítame číslo pod koreňom. Stále existujú jednotky: HR = s 2. Tu som si uložil podrobné odvodenie. Zoberieme koreň a urobíme matematiku, aby sme dostali T. Obrátenou hodnotou je potom frekvencia.

Úlohy/cvičenia v elektrickom oscilačnom obvode

Video elektrický oscilačný obvod

Video s elektrickým oscilačným obvodom

Toto fyzikálne video je o elektrickom kmitavom obvode a harmonických kmitoch. Najprv vysvetlíme, čo je to elektrický oscilačný obvod: Skladá sa zo zdroja napätia, kondenzátora a cievky. Nachádza sa tu aj prepínač. Najskôr je tu rovnica na výpočet náboja. Odpor čiar je pre výpočet ignorovaný. Oscilácie bolo možné merať pomocou osciloskopu, ide však o odvodenie matematickej rovnice pre osciláciu. Preto by ste mali vedieť, čo sa skrýva za sínusom a kosínusom. Toto video som našiel na Youtube.com.

Otázky a odpovede elektrický oscilačný obvod

Táto časť sa zaoberá typickými otázkami a odpoveďami týkajúcimi sa elektrického oscilačného obvodu.

Otázka: Ako sa naučím pripojenia k elektrickému oscilačnému obvodu?

Odpoveď: Najlepšie je prečítať si článok pozorne znova. Postupujte znova presne podľa bodového plánu vyššie. Znova sa pozri na vzorec. A potom si znova urob matematiku. Môžete tiež vyriešiť úlohy/cvičenia uvedené vyššie.