ELEKTŘINA A MAGNETISMUS
ELEKTROMAGNETICKÉ KMITÁNÍ↓A VLNĚNÍ
Elektromagnetický oscilátor
LC obvod
Známe a víme:
mechanický oscilátor
= zařízení, ve kterém se periodicky mění potenciální energie pružnosti na kinetickou energii tělesa a naopak
Obdobně:
elektromagnetický oscilátor
= zařízení, ve kterém se periodicky mění energie elektrického pole na energii magnetického pole a naopak
nejjednodušší elektromagnetický oscilátor = LC obvod
složení: cívka, kondenzátor
parametry LC obvodu: indukčnost (L), kapacita (C)
poznámka: LC obvod nazýváme někdy oscilační obvod
POPIS PROBÍHAJÍCÍCH DĚJŮ V OBVODU
1) kondenzátor připojíme ke zdroji stejnosměrného napětí a nabijeme ho na napětí U - mezi deskami kondenzátoru vznikne elektrické pole (počáteční okamžik)
2) přepínačem připojíme kondenzátor k cívce a uzavřeme LC obvod (LC obvodem začíná procházet proud)
3) napětí na kondenzátoru klesá (kondenzátor se vybíjí) - energie elektrického pole se snižuje, proud procházející obvodem roste a kolem cívky se vytváří magnetické pole (energie elektrického pole kondenzátoru se mění na energii magnetického pole cívky) - časový diagram: t mezi 0 a T/4
4) kondenzátor je vybit v okamžiku, kdy proud v obvodu je největší (čas t = T/4)
5) proud v obvodu se začíná zmenšovat, v cívce se indukuje napětí a obvodem prochází indukovaný proud (opačný směr - Lenzův zákon), kondenzátor se opět nabije, ale s opačnou polaritou (energie magnetického pole cívky se přeměnila na energii elektrického pole kondenzátoru) - časový diagram: t mezi T/4 a T/2
6) celý proces se potom znovu opakuje
V PRAXI
samotný LC obvod klade procházejícímu proudu odpor
(tepelné ztráty do okolí)
DŮSLEDEK
elektromagnetické kmitání reálného oscilačního obvodu je vždy tlumené
VYZKOUŠEJ SI
aplet přeměna energie v LC obvodu (Walter Fendt)