Материал по физике 11 класс

Тема урока: Резонанс в электрической цепи. Автоколебательные системы. Генератор на транзисторе.

Резонанс в электрической цепи

• Явление возрастания амплитуды колебаний при приближении частоты вынуждающей силы ω к собственной частоте колебательной системы ω 0 , называется  резонансом.
• Соответственно данная частота наз.  резонансной частотой.
• При наличии трения резонансная частота несколько меньше собственной частоты колебательной системы. С энергетической точки зрения при резонансе создаются наилучшие условия для передачи энергии от внешнего источника к колебательной системе.
• Резонанс применяется для измерения частоты (частотомеры) вибраций, в акустике. Резонанс необходимо учитывать при расчете балок, мостов, станков и т.д.

Автоколебания

• Если в систему, в которой могут происходить свободные электромагнитные колебания, поместить источник энергии и система сама регулировала бы подачу энергии порциями, то появятся незатухающие колебания .
• Системы называются автоколебательными , если в них создаются незатухающие колебания за счет поступления энергии от источника внутри системы .
• Генератор на транзисторе – автоколебательная система.

Как создать незатухающие колебания в контуре?

• Необходимо обеспечивать автоматическую работу клапана или ключа.

Клапан должен обладать большим быстродействием. Такую работу безинерционного клапана выполняет транзистор, который состоит из 3-х полупроводников: коллектора, эмиттера и базы. Эмиттер и коллектор имеют одинаковые основные носители заряда; основные носители базы имеют противоположный знак.

Работа генератора на транзисторе.

Чтобы колебания в контуре не затухали, необходимо подбирать фазу колебаний напряжения на эмиттерном переходе так, что «толчки» тока действуют на контур в нужные интервалы времени.   От индуктивности катушки и емкости конденсатора зависит частота колебаний в контуре.

Переход база – коллектор является обратным (ток в цепи не идет); при этом переход эмиттер - база оказывается прямым. Что соответствует разомкнутому ключу на схемах.

На коллектор подается отрицательный потенциал, а на эмиттер – положительный .

Характеристики автоколебаний

Частота автоколебаний равна собственной частоте колебательного контура ω= Чем меньше индуктивность и емкость, тем больше частота колебаний Амплитуда силы тока колебаний зависит от напряжения источника I=kU

Основные элементы автоколебательной системы

Генераторы на транзисторах широко применяются в радиотехнических устройствах, электронно – вычислительных машинах.