Fyzika a Informatika ELEKTROMAGNETICKÝ OSCILÁTOR Digitálny učebný materiál
description
Transcript of Fyzika a Informatika ELEKTROMAGNETICKÝ OSCILÁTOR Digitálny učebný materiál
![Page 1: Fyzika a Informatika ELEKTROMAGNETICKÝ OSCILÁTOR Digitálny učebný materiál](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082211/56813c5d550346895da5de51/html5/thumbnails/1.jpg)
Fyzika a InformatikaELEKTROMAGNETICKÝ OSCILÁTOR
Digitálny učebný materiál
Vypracoval: Ing. Ján Motešický
![Page 2: Fyzika a Informatika ELEKTROMAGNETICKÝ OSCILÁTOR Digitálny učebný materiál](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082211/56813c5d550346895da5de51/html5/thumbnails/2.jpg)
Elektromagnetických oscilátorov je vo všeobecnosti zdrojom striedavých prúdov, resp. elektrických kmitov (nie mechanických).
Využitie elektromagnetických oscilátorov:- VF technika- mikrovlnná technika- hodinárstvo- medicína
Existuje analógia medzi mechanickým a elektromagnetickým oscilátorom.
![Page 3: Fyzika a Informatika ELEKTROMAGNETICKÝ OSCILÁTOR Digitálny učebný materiál](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082211/56813c5d550346895da5de51/html5/thumbnails/3.jpg)
Elektromagnetický oscilátor – oscilačný obvod je elektrický obvod zložený z cievky L (má indukčnosť) a kondenzátora C (má el.kapacitu).
![Page 4: Fyzika a Informatika ELEKTROMAGNETICKÝ OSCILÁTOR Digitálny učebný materiál](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082211/56813c5d550346895da5de51/html5/thumbnails/4.jpg)
LC+-
Ak chceme, aby oscilačný obvod kmital, musíme mu dodať energiu a nabiť kondenzátor.
![Page 5: Fyzika a Informatika ELEKTROMAGNETICKÝ OSCILÁTOR Digitálny učebný materiál](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082211/56813c5d550346895da5de51/html5/thumbnails/5.jpg)
Nabitý kondenzátor je spojený s cievkou - obvodom začneprechádzať elektrický prúd. Zväčšuje sa prúd cievkou - vytvára sa jej magnetické pole. Kondenzátor sa vybíja - zmenšuje sa jeho energia. Energia elektrického poľa nabitého kondenzátora sa mení na energiu magnetického poľa cievky.
LC t
u,i
0
+
-
i
i
Ideálny elektromagnetický LC oscilátor
![Page 6: Fyzika a Informatika ELEKTROMAGNETICKÝ OSCILÁTOR Digitálny učebný materiál](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082211/56813c5d550346895da5de51/html5/thumbnails/6.jpg)
LC t
u,i
0
i
i
Kondenzátor je vybitý - prúd sa v obvode zmenšuje. V cievke sa indukuje napätie - obvodom prechádza indukovaný prúd, ktorým sa kondenzátor znova nabíja. Polarita napätia bude opačná. Energia magnetického poľa cievky sa mení na energiu elektrického poľa nabitého kondenzátora
+
-
![Page 7: Fyzika a Informatika ELEKTROMAGNETICKÝ OSCILÁTOR Digitálny učebný materiál](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082211/56813c5d550346895da5de51/html5/thumbnails/7.jpg)
Dej sa opakuje opačným smerom: energia elektrického poľa nabitého kondenzátora sa mení na energiu magnetického poľa cievky.
t
u,i
0C
i
i
+
-
L
![Page 8: Fyzika a Informatika ELEKTROMAGNETICKÝ OSCILÁTOR Digitálny učebný materiál](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082211/56813c5d550346895da5de51/html5/thumbnails/8.jpg)
Dej sa opakuje opačným smerom: energia magnetického poľa cievky sa mení na energiu elektrického poľa nabitého kondenzátora.
t
u,i
0C
i
i
L-
+
![Page 9: Fyzika a Informatika ELEKTROMAGNETICKÝ OSCILÁTOR Digitálny učebný materiál](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082211/56813c5d550346895da5de51/html5/thumbnails/9.jpg)
CQ
E2m
e 21
2mm 2
1 LIE
CQ
E2m
e 21
2mm 2
1 LIE
+
-
i
i
LC+
-
Vlastné elektromagnetické kmitanie
Elektromagnetické kmitanie je periodický dej. Počas periódy sa 4x zmení energia elektrického poľa kondenzátora na energiu magnetického poľa cievky a naopak.
![Page 10: Fyzika a Informatika ELEKTROMAGNETICKÝ OSCILÁTOR Digitálny učebný materiál](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082211/56813c5d550346895da5de51/html5/thumbnails/10.jpg)
0 x
y
Dj
Zmeny napätia a prúdu sú harmonické.
Fázový posun medzi napätím a prúdom je Dj =p/2 rad.
t
u,i
04
T
2
TT
4
3 TI
U
tIi sinm
2
sinm tUu
Vlastné elektromagnetické kmitanie
![Page 11: Fyzika a Informatika ELEKTROMAGNETICKÝ OSCILÁTOR Digitálny učebný materiál](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082211/56813c5d550346895da5de51/html5/thumbnails/11.jpg)
Thomsonov vzťah pre frekvenciu a periódu vlastnýchkmitov oscilačného obvodu
LCT 20
LCf
2
1o
Lord Kelvin of Largs, William Thomson
![Page 12: Fyzika a Informatika ELEKTROMAGNETICKÝ OSCILÁTOR Digitálny učebný materiál](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082211/56813c5d550346895da5de51/html5/thumbnails/12.jpg)
t
u, i
Je vždy tlmené, v dôsledku odporu oscilačného obvodu.
V reálnom LC obvode sa energia elektrického a magnetického poľa postupne premieňa na teplo.
Elektromagnetické kmitanie reálneho LC obvodu
![Page 13: Fyzika a Informatika ELEKTROMAGNETICKÝ OSCILÁTOR Digitálny učebný materiál](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082211/56813c5d550346895da5de51/html5/thumbnails/13.jpg)
Zdroje: učebnice Fyziky pre stredné školy http://www.fpv.umb.sk/kat/kf/ http.//www.upjs.sk V. Lank, M. Vondra- Fyzika v kocke pre stredné školy P. Tarábek a kol. – Zmaturuj z fyziky Physics Java Applets