harmonikus rezgések
37. A harmonikus rezgéseket. Az amplitúdó, időtartam, valamint a lengések saját frekvenciája.
A fluktuációk egy folyamat jellemzi bizonyos ismételhető idővel. A folyamat terjedése rezgések a térben nevezett hullám. Nem túlzás azt mondani, hogy egy olyan világban élünk rezgések és hullámok. Sőt, van egy élő organizmus miatt időszakos szívverés, a tüdő rezgéssel során a légzés. Egy személy beszél, és meghallja a fluktuáció dobhártyája és a hangszálak. Fényhullámok (rezgések az elektromos és mágneses mezők) lehetővé teszi, hogy látni. A modern technológia is rendkívül széles körben használja a rezgési folyamat. Elég annyit mondani, hogy sok motor társított rezgései: rendszeres mozgás dugattyúk belső égésű motorokban, a mozgás szelepek, stb Más fontos példák váltóárammal elektromágneses lengések az oszcillációs áramkörben, rádióhullámok stb Amint a fenti példák, a természet a rezgések különböző. De sűrít kétféle - mechanikai és elektromágneses rezgések. Azt találtuk, hogy annak ellenére, hogy a különböző fizikai jellege a rezgések, írják le ugyanazt a matematikai egyenletek. Ez lehetővé teszi, hogy kiválassza, mint egy ága a fizika tanításának rezgések és hullámok, amelyek egy egységes megközelítés a tanulmány a rezgések különböző fizikai jellegű.
Bármely rendszer, amely ingadozhat, vagy amelyben ingadozásai is előfordulhat, az úgynevezett oszcilláló. Ingadozása előforduló az oszcilláló rendszer, származó egyensúlyi állapotban, és feltéve, önmagában, úgynevezett szabad oszcillációk. Szabad rezgések csillapodnak, mert az energia adódik át a rezgő rendszer folyamatosan csökken.
Úgynevezett harmonikus rezgések, ahol bármely fizikai mennyiség leírja a folyamatot az időben változik szerinti szinusz vagy koszinusz:
Hadd magyarázzuk fizikai értelmében állandó A, W, A, benne ebben az egyenletben.
A konstans értéke a rezgés amplitúdója. Amplitúdó - ez a legmagasabb érték, amely megteszi a fluktuáló értéket. A meghatározás szerint ez mindig pozitív. Expression wt + egy, álló jel alatt a koszinusz nevezett oszcilláció fázisban. Ez lehetővé teszi, hogy kiszámítja a fluktuáló értékek bármikor. Az állandó érték képvisel fázis értéket időpontban t = 0, és ezért nevezik a kezdeti szakaszban a oszcilláció. A meghatározott érték az ebben a kezdeti szakaszban a kezdési idő referencia. Az érték w nevezik gyűrűs frekvencia, a fizikai jelentését amely kapcsolatban van a fogalmakat az időszak és frekvencia variációk. Csillapítatlan rezgési periódus a legkisebb időtartam, amely után a fluktuáló értéke veszi a korábbi értékre, vagy rövid - idő egy teljes oszcilláció. A rezgések száma előforduló egységnyi idő az úgynevezett frekvencia oszcilláció. V jelentése társított rezgési periódus T arány v = 1 / T
A hullámok frekvenciáját mérjük hertz (Hz). 1 Hz frekvenciájú periodikus eljárás, amelyben 1, egy oszcillációs történik. Keressük a kapcsolat a frekvencia és ciklikus frekvenciaoszcillációkhoz. A képlet, hogy megtalálják a értékeit az oszcilláló értékek pillanatokban t = t1 és t = t2 = t1 + T, ahol T - rezgési periódus.
Definíciója szerint az oszcilláció időszak Ez akkor lehetséges, ha a koszinusza - periodikus függvény időszak 2p radiánban. Itt van. Kapunk. Ez a kapcsolat magában foglalja a fizikai értelmében a gyűrűs frekvencia. Ez azt mutatja, hogy mennyi az oszcilláció hajt végre 2p másodpercig.
Szabad rezgések a rezgő rendszer csillapodnak. A gyakorlatban azonban szükség van, hogy egy folytonos hullám, amikor az energia veszteség a rezgő rendszer kompenzálja rovására külső energiaforrások. Ebben az esetben, a kényszerített oszcilláció áll elő egy ilyen rendszerben. Belsőleg úgynevezett oszcillációk előforduló hatása alatt egy periodikusan változó expozíciós, expozíció ász - meggyőző. Kényszerrezgés fordulnak elő frekvenciája megegyezik a frekvencia kényszeríti intézkedéseket. Az amplitúdó a kényszerű rezgés növekszik, ha a frekvencia a vezetési hatások a természetes frekvenciája vibrációs rendszer. Ez maximális értéket ér el az említett frekvencia egyenlőséget. A jelenséget a hirtelen növekedés amplitúdója kényszerített oszcilláció, amikor a frekvencia kényszeríti intézkedések magától oszcilláló frekvenciáját a rendszer, az úgynevezett rezonancia.
Rezonancia széles körben használják a szakterületen. Ez egyaránt lehet hasznos és káros. Például az elektromos rezonancia jelenség játszik fontos szerepet, amikor beállítja a rádiót a rádióállomás értékének megváltoztatásával a tekercs és kondenzátor, biztosítani lehet, hogy a természetes frekvenciája oszcilláló áramkör egybeesik a frekvenciája által kisugárzott elektromágneses hullámok egy rádióállomást. Ennek eredményeként minden ingadozása a rezonáns frekvencia az áramkör, az amplitúdója által keltett rezgések a többi állomás, kicsi lesz. Ez vezet a felállítása a rádiót a kívánt állomást.
38. Pendulum. Az az időszak, oszcilláció a matematikai inga.
39. Swing a terhelést a tavasszal. A energia átalakítása a rezgések.
40. Waves. Keresztirányú és longitudinális hullámok. A sebesség és a hullámhossz.
41. A szabad elektromágneses rezgések az áramkörben. Az energia átalakítása a rezgőkör. Az energia átalakítása.
Időszakos vagy majdnem periodikus változásokat töltőáramot és feszültséget nevezzük elektromos rezgéseket.
Szerezd meg a az elektromos rezgések majdnem olyan egyszerű, mint arra kényszerítve a test oszcillál, lógott meg a tavasz. De tartsa az elektromos rezgések nem olyan egyszerű. Végtére is, mi közvetlenül nem látja, vagy töltse fel a kondenzátort vagy a tekercs áram. Ezen túlmenően, az ingadozások rendszerint együtt járó igen nagy frekvenciával.
Figyeljük meg, és fedezze fel az elektromos rezgések segítségével oszcilloszkóp. A vízszintes terelőlemezek egy katódsugárcső oszcilloszkóp mellékelt váltakozó feszültség sweep „fűrészfog” alakú. Viszonylag lassú feszültség növekszik, majd csökken nagyon élesen. Az elektromos mezőt a két lemez között okoz az elektronsugár fut át a képernyő vízszintes irányban állandó sebességgel, majd szinte azonnal menjen vissza. Ezt követően, a folyamat megismétlődik. Ha most kapcsolódik a függőleges eltérítési a kondenzátor lemezek, a feszültségingadozás során mentesítési okoz rezgések a gerenda a függőleges irányban. Ennek eredményeként, a képernyő képét idő „sweep” oszcilláció nagyon hasonló ahhoz, amely felhívja az inga homokozóval a mozgó papírlapra. Oszcillációk bomlási idővel
Ezek a rezgések - ingyen. Ezek után felmerülő jelentett kondenzátor töltés kimenetre a rendszerben az egyensúly. Töltés a kondenzátor egyenértékű eltérést az inga az egyensúlyi helyzetből.
Akkor is kap az elektromos és kényszerrezgés az áramkörben. Az ilyen ingadozások fordulnak elő jelenlétében lánc periodikus elektromotoros erő. A változtatható indukciós elektromotoros erő jelentkezik a drótváz több fordulattal annak forgását a mágneses mező (ábra. 19). A mágneses fluxus behatol a keret, periodikusan változtatja összhangban a törvény az elektromágneses indukció periodikusan változik, és a kapott indukált elektromotoros erő. Amikor zártláncú keresztül galvanométerrel fog nyíl AC és rezegni kezd körülbelül egyensúlyi helyzetben.
2.Kolebatelny áramkört. A legegyszerűbb rendszerben, amikor a laza elektromos rezgések, áll egy kondenzátor és egy tekercs csatlakozik a kondenzátor lemezeket (ábra. 20) fordulhat elő. Egy ilyen rendszer az úgynevezett rezgőkör.
Vizsgálja meg, miért a hurok oszcilláció áll elő. Töltődik fel a kondenzátor csatlakoztatja azt egy ideig, hogy az akkumulátor egy kapcsolón keresztül. Ebben az esetben a kondenzátor lesz energia:
ahol qm - a kondenzátor feltöltődik, és a C - az elektromos kapacitás. A kapacitás lemezek között fordul elő Um potenciál különbség.
A kapcsolót fordítsa helyzetbe 2. A kondenzátor kiáramlása megkezdődik, és az elektromos áram lesz a láncban. Áramerősség nem azonnal eléri a maximális értéket, és folyamatosan növekszik. Ez annak köszönhető, hogy a jelenség a önindukciós. Ha váltakozó áram mágneses mezőt. Ez változó mágneses teret generál örvény elektromos mező egy karmester. Vortex elektromos mező növekedésével a mágneses mező ellen irányul a jelenlegi, és megakadályozza, hogy a pillanatnyi növekedését.
Mivel a kondenzátor kisülési energia az elektromos tér csökken, hanem növeli az energia a mágneses tér aktuális, ami által meghatározott képlet: Fig.
ahol i az áramerősség. L - tekercs induktivitása. Abban a pillanatban, amikor a kondenzátor teljesen lemerült (q = 0), az energia az elektromos mező nulla lesz. Az energia és a jelenlegi (mágneses mező energia) a törvény szerint az energiamegmaradás maximális. Ezért ebben az időben a jelenlegi erőssége is eléri a maximális értéket
Bár ezen a ponton a potenciális különbség végein a tekercs nullává válik, az elektromos áram nem áll le azonnal. Ez megakadályozza, hogy a jelenség a önindukciós. Miután a jelenlegi erejét és a mágneses mező által létrehozott számukra csökkenni fog, van egy rotációs elektromos mező, amely arra irányul, jelenlegi és támogatja azt.
Ennek eredményeképpen a kondenzátor feltöltődik, amíg a jelenlegi fokozatosan csökken, ez lesz nulla. Az energia a mágneses mező ebben az időben is nulla, és az energia az elektromos mező a kondenzátor maximumot újra.
Ezt követően, a kondenzátor feltöltődik újra, és a rendszer visszatér az eredeti állapotába. Ha nem volt veszteség az energia, ez a folyamat folytatódik a végtelenségig. Ingadozások esetén csillapítatlan. Miután egy ideig egyenlő az időszak az oszcilláció a rendszer állapotának lenne ismételni.
A valóságban azonban az energiaveszteség elkerülhetetlen. Különösen, a tekercs és a csatlakozó vezetékek egy R ellenállás, és ez vezet a fokozatos átalakulást elektromágneses energiát a belső energia vezeték.
Amikor oszcillációk előforduló az áramkör, van egy konverziós mágneses energiát az energia az elektromos mező, és fordítva. Ezért ezeket a rezgéseket nevezzük elektromágneses. Az az időszak, a rezgőkör adja meg:
Információk a „bevezető kérdések a fizikában külső belépő hallgatók SSAU.”
Kategória: Fizika
Karakterek száma szóközökkel: 96981
Asztalok száma: 0
Képek száma: 0