План лекції

з навчальної дисципліни

ФІЗИКА

Тема Резонанс в коливальному контурі

ОРГАНІЗАЦІЙНО-МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ПРОВЕДЕННЯ ЛЕКЦІЇ

Аналізується формула залежності амплітуди сили струму в коливальному контурі від частоти зовнішньої ЕРС; виконується графічні залежності резонансних кривих послідовного коливального контуру; визначається явище резонансу, виконуються графічні залежності зсуву фази між коливаннями сили струму в контурі і зовнішнього ЕРС та резонансних кривих для амплітуди напруги на конденсаторі і пояснюється, що при резонансі амплітуди напруги на конденсаторі дорівнює амплітуді напруги на котушці індуктивності; визначається добротність коливального контуру в умовах резонансу; проводяться приклади добротностей коливальних контурів в різних областях застосовності радіотехніки та техніки зв’язку.

ВСТУП

Для одержання вимушених коливань, необхідно здійснити на систему зовнішню періодично змінюючу дію. У випадку електричних коливань це можна здійснити, включивши з елементами контуру змінну ЕРС.

Явище резонансу використовується для виділення із складної напруги потрібної складової.

Настроївши контур на потрібну частоту (тобто підбивши його параметри відповідно С і L), можна одержати на конденсаторі напругу, в Q разів (Q-добротність) більше даної складової, в той же час напруга на конденсаторі, що здійснюється іншими складовими, буде дуже слаба. Такий процес здійснюється, наприклад, при настройці радіоприймача на потрібно довжину хвилі.

РЕЗОНАНС. ПАРАМЕТРИ КОЛИВАЛЬ ПРИ РЕЗОНАНСІ. ДОБРОТНІСТЬ КОНТУРУ

Аналіз формули

показує, що амплітудне значення сили струму в контурі залежить не тільки від параметрів контуру (R, C, L) амплітудного значення зовнішньої ЕРС - e, а й від циклічної частоти зовнішньої ЕРС - w.

Дуже важливе практичне значення має резонанс напруг що спорстерігається в послідовному коливальному контурі.

Якщо w = 0, то , тоді опір контуру обертається в нескінченність, а I = 0 (w = 0 струм постійний, а постійний струм не проходить через конденсатор).

При збільшенні w квадрат реактивного опору

спочатку зменшується, тому і загальний опір контуру зменшується, а сила струму  збільшується.

При частоті , визначаємо її умовою

,

реактивний опір

обертається в нуль, а опір контуру стає найменшим, рівним активному опору R . Сила струму досягає при цьому максимуму:

Рис.1

При  квадрат реактивного опору  знову не дорівнює нулю і збільшиться зі сростанням w. У відповідності з цим опір контуру збільшується, а амплітуда зменшується (залежність  від w), що виражається формулою:

графічно зображена на рис.1 де показані три криві, що відповідають трьом величинам активного опору R .

Чим менший R (тобто, чим менше логарифмічний декремент затухання), тим більше при інших рівних умовах іо і тим гостріше максимум кривих.

Явище різкого зростання амплітуди сили струму в послідовному коливальному контурі при збігові циклічної частоти спонукаючої ЕРС з власною частотою контуру називається резонансом напруг.

Залежність зсування фаз j між струмом і ЕРС зображена графічно на рис.2.

Рис. 2

Чим менше R, тим швидше змінюється j. ............