Электромагнитные волны. Распространение колебаний

Электромагнитные колебания возникают в колебательном контуре, состоящем из конденсатора и катушки индуктивности, присоединённой к обкладкам конденсатора. Процесс возбуждения электромагнитных колебаний в контуре сопровождается периодическим изменением заряда и напряжения на обкладках конденсатора и силы тока, протекающего через индуктивность.

При колебательном процессе энергия электрического поля заряженного конденсатора W_Э=С U²/2 преобразуется в энергию магнитного поля в катушке индуктивности W_М= L I²/2 и обратно.

Период и частота собственных колебаний в контуре определяются формулами:

; ; .

Любая автоколебательная система должна содержать: источник энергии; устройство, регулирующее поступление энергии от источни­ка; колебательную систему; обратную связь, регулирующую поступление энергии от источника. Все эти элементы реализованы в ламповом генераторе, представляющем собой автоколебательную систему для создания незатухающих колебаний.

Процесс распространения электромагнитных колебаний (электромагнитного поля) в пространстве с течением времени называют электромагнитной волной.

Существование электромагнитных волн следует из теории электромагнитного поля, созданной Максвеллом. Он показал, что скорость распространения электромагнитной волны является величиной конечной и в вакууме равна скорости света (т.е. с = 3×10⁸ м/с). Электромагнитные волны являются поперечными волнами, так как в каждой точке пространства электрическая напряжённость Е, магнитная индукция В и скорость v распространения электромагнитной волны взаимно перпендикулярны.

Скорость распространения электромагнитной волны в среде зависит от электрических и магнитных свойств этой среды

,

где c – скорость электромагнитных волн в вакууме; e, m – диэлектрическая и магнитная проницаемости среды.

Свойства электромагнитных волн: распространяются прямолинейно, отражаются, преломляются, поглощаются, интерферируют, дифрагируют, поляризуются подобно световым волнам (свету).

В радио- или телевизионном приёмнике производится выделение принятой информации с помощью детектирования.

Электрический ток, величина и направление которого изменяются, называется переменным. Переменный ток в электрической цепи представляет собой вынужденные колебания, создаваемые генератором переменного тока на электростанции. В генераторе переменного тока используется явление электромагнитной индукции.

ЭДС индукции: e = -Ф^¢ = -ВS (cosw t)¢ = ВS w sinw t = e_o sinw t,

где Ф = BS cosw t – магнитный поток, пронизывающий равномерно вращающуюс я в магнитном поле проволочную рамку; e_o = В S w – амплитуда ЭДС индукции, т.е. максимальное значение ЭДС.

Аналогично для напряжения и силы тока, гармонично изменяющихся с частотойw, имеем:

U = U_o cosw t; I = I_o cosw t.

Поиск по сайту: