Электромагнитные колебания и волны

 

Периодические изменения заряда q, силы тока I и напряжения U называют электрическими колебаниями. Свободные электрические гармоническое колебания происходят в колебательном контуре по закону:

q = q₀ cos (щt + ц₀).

 

При свободных колебаниях происходит периодическое превращение электрической энергии, запасенной в конденсаторе, в магнитную энергию катушки, и наоборот. Полная электромагнитная энергия в идеальном колебательном контуре остается постоянной:

 

Собственная частота свободных колебаний равняется Период свободных колебаний равен:

 

Колебания, возникающие в колебательной системе под действием периодически изменяющихся внешних сил, называются вынужденными.

 

Рис. 1. Вынужденные колебания в контуре

 

 

Мощность, выделяемая на участке цепи, равна:

P = IU cos ц,

 

где φ – разность фаз между колебаниями напряжения и силы тока.

 

Рис. 2. Колебания электрического тока i и напряжения u на резисторе, конденсаторе и катушке индуктивности

 

Мощность в цепи переменного тока выделяется только на активном сопротивлении (резисторе). Средняя мощность переменного тока на конденсаторе и катушки индуктивности равна нулю.

Для расчета цепей на переменном токе, содержащих резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности, вводится понятие реактивного сопротивления.

Реактивное сопротивление конденсатора равно Реактивное сопротивление катушки равно Полное сопротивление Z на переменном токе цепи, состоящей из последовательно соединенных R, C и L, рассчитывается по формуле:

 

Действующие (эффективные) значения силы тока и напряжения равны:

 

Электромагнитные волны – это распространяющиеся в пространстве электромагнитные колебания. Они поперечны, то есть векторы и перпендикулярны и друг другу, и направлению распространения волны.

 

Рис. 3. Синусоидальная электромагнитная волна

 

Скорость распространения электромагнитных волн в вакууме c (скорость света) – это мировая константа:

c = 2,9979·10⁸ м/с.

 

Скорость распространения электромагнитных волн в веществе равна:

 

где ε – диэлектрическая, а μ – магнитная проницаемости вещества.

Длина волны в вакууме и ее частота связаны формулой:

Трансформатор– это прибор для преобразования напряжения или силы переменного тока при постоянной частоте. Он состоит из сердечника и катушек: первичной, соединённой с источником переменного тока, и вторичной, соединённой с потребителем.

 

Принцип работы трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции: при прохождении переменного тока по первичной обмотке в сердечнике возникает переменный магнитный поток, который возбуждает ЭДС индукции во вторичной обмотке.

 

Формулы трансформатора

 

Величина Kназывается коэффициентом трансформации.

При K > 1 трансформатор является понижающим, а при K < 1 – повышающим.

 

 

КПД трансформатора 97–98%.

 

 

---

Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 421; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!