Fyzika 007 - Elektromagnetický oscilátor

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)