전류 변동은 법에 따라 발생합니다. 티

주제 3. 전기 진동. 교류 전류. 주제의 주요 질문: 3. 1. 1. 감쇠되지 않은 자유 전기 진동 3. 1. 2. 감쇠 전기 진동 3. 1. 3. 강제 전기 진동. 공명 3. 1. 4. 교류.

반복 고조파 진동 A - 진동 진폭; Ω - 원형 주파수(Ωt + ψ0) - 진동 위상 Φ0 - 초기 단계변동. 자유 비감쇠 고조파 진동의 미분 방정식: X축을 따라 전파되는 평면 고조파의 방정식:

3. 1. 자유 비감쇠 전기 진동 발진 회로는 커패시터와 코일로 구성된 회로입니다. E - 장력 전기장; H - 장력 자기장; q는 요금입니다. C는 커패시터의 커패시턴스입니다. L은 코일의 인덕턴스, I는 회로의 전류

- 자연 원형 진동 주파수 톰슨의 공식: (3) T - 진동 회로의 자연 진동 주기

전류와 전압의 진폭 값 사이의 관계를 찾아보겠습니다. 옴의 법칙에서: U=IR - 파동 저항.

언제든지 전기장의 에너지(충전된 커패시터의 에너지): 언제든지 자기장의 에너지(인덕터의 에너지):

자기장 에너지의 최대(진폭) 값: - 전기장 에너지의 최대값 언제든지 진동 회로의 총 에너지: 회로의 총 에너지는 일정하게 유지됩니다.

작업 3.1 발진 회로는 커패시터와 인덕터로 구성됩니다. 인덕터의 최대 전류가 1.2A이고 커패시터 플레이트의 최대 전위차가 1200V이고 회로의 총 에너지가 1.1mJ인 경우 회로에서 발생하는 진동의 주파수를 결정합니다. 주어진: Im = 1.2 A UCm = 1200 In W \u003d 1.1m J \u003d 1.1 10 -3 J ν-?

과제 발진회로에서 정전용량은 8배 증가하고, 인덕턴스는 절반으로 감소하였다. 회로의 자연 진동 기간은 어떻게 변합니까? a) 2배 감소합니다. b) 2배 증가합니다. c) 4배 감소합니다. d) 4배 증가할 것이다.

(7)

(17)

진동에 대한 영향 주파수가 Ω0와 다른 구동 E.D.S.의 윤곽은 더 약해지고 공명 곡선이 "더 뚜렷해집니다". 공명 곡선의 "선명도"는 이 곡선의 상대적인 폭이 ΔΩ/Ω0과 같다는 특징이 있습니다. 여기서 ΔΩ는 주기 차이입니다. I=Im/√ 2에서의 주파수

작업 3. 2 발진 회로는 저항이 100Ω인 저항기와 0.55미크론 용량의 커패시터로 구성됩니다. 인덕턴스가 0.03H인 Ф 및 코일. 인가 전압의 주파수가 1000Hz인 경우 회로를 통과하는 전류와 인가 전압 사이의 위상 변이를 결정합니다. 주어진 값: R = 100Ω C = 0.55미크론. Ф = 5.5 10 -7 Ф L = 0.03 H ν = 1000Hz ψ-?

1. 전자파

2. 폐쇄진동회로 톰슨의 공식.

3. 진동 회로를 엽니다. 전자파.

4. 전자파의 규모. 의학에서 채택되는 빈도 간격의 분류.

5. 치료 목적으로 전기장과 자기장이 교대로 발생하여 인체에 영향을 줍니다.

1. 맥스웰의 이론에 따르면 교류 전기장은 빛의 속도로 공간에서 이동하는 상호 수직인 교번 전기장과 자기장의 집합입니다.

매체의 상대 유전율과 투자율은 어디에 있습니까?

전자기장의 전파에는 전자기 에너지의 전달이 수반됩니다.

모든 종류의 교류는 전자기장(e/m 방사선)의 소스 역할을 합니다. 도체의 교류, 이온, 전자 및 기타 하전 입자의 진동 운동, 핵 주위의 원자에서 전자의 회전 등.

전자기장은 가로 형태로 전파됩니다. 전자기파, 전기와 자기의 위상이 일치하는 두 개의 파동으로 구성됩니다.

파동 전파의 길이, 주기 T, 주파수 및 속도는 다음 관계식에 의해 관련됩니다.

전자기파의 강도 또는 전자기 에너지 플럭스 밀도는 파동 주파수의 제곱에 비례합니다.

강렬한 e/m파의 근원은 교류임에 틀림없다 고주파이를 전기 진동이라고 합니다. 진동 회로는 이러한 진동의 발생기로 사용됩니다.

2. 발진 회로는 커패시터와 코일로 구성됩니다.

.

먼저 커패시터가 충전됩니다. 그 안의 필드는 Е=Е m 입니다. 마지막으로 커패시터가 방전되기 시작하는 순간. 회로에 전류가 증가하고 코일에 자기장 H가 나타납니다. 커패시터가 방전되면 전기장이 약해지고 코일의 자기장이 증가합니다.

시점 t1에서 커패시터는 완전히 방전된다. 이 경우 E=0, H=Hm 입니다. 이제 회로의 모든 에너지가 코일에 집중됩니다. 1/4 기간이 지나면 커패시터가 재충전되고 회로의 에너지가 코일에서 커패시터로 전달되는 식입니다.

저것. 회로에서 주기 T의 전기 진동이 발생합니다. 기간의 전반부 동안 전류는 한 방향으로 흐르고, 후반부 동안에는 반대 방향으로 흐릅니다.

회로의 전기 진동은 다음과 같이 커패시터의 전기장과 자기 유도 코일의 자기장의 에너지의 주기적 상호 변환을 수반합니다. 기계적 진동진자의 위치 에너지와 운동 에너지의 상호 변환이 수반됩니다.

회로의 e / m 진동주기는 Thomson 공식에 의해 결정됩니다.

L은 회로의 인덕턴스이고 C는 커패시턴스입니다. 회로의 진동이 감쇠됩니다. 연속 발진을 구현하려면 c/i 장치를 사용하여 커패시터를 재충전하여 회로의 손실을 보상해야 합니다.

3. 개방형 발진 회로는 중앙에 스파크 갭이 있는 직선 도체로 정전 용량과 인덕턴스가 작습니다.

이 진동기에서는 교류 전기장이 더 이상 커패시터 내부에 집중되지 않고 외부에서 진동기를 둘러싸서 강도가 크게 증가했습니다. 전자기 방사선.

Hertz 진동기는 가변 모멘트를 갖는 전기 쌍극자입니다.

개방형 진동자(1)의 E/M 복사는 방사 진동자와 동일한 진동 주파수를 갖는 두 번째 진동자(3)를 사용하여 기록됩니다. 이미터와 공진하도록 조정되므로 공진기라고 합니다.

전자기파가 공진기에 도달하면 스파크 갭을 통해 스파크가 점프하면서 전기 진동이 발생합니다.

지속적인 전자기 진동은 지속적인 자기 복사의 원천입니다.

4. 이는 광파를 포함한 다양한 전자기파가 공통된 성질을 가지고 있다는 맥스웰의 이론에 따른 것입니다. 따라서 모든 종류의 전자파를 하나의 스케일로 표현하는 것이 바람직하다.

전체 척도는 조건에 따라 전파(장파, 중파, 단파), 적외선, 가시광선, 자외선, X선 및 감마선의 6개 범위로 나뉩니다.

전파는 도체와 전자 흐름의 교류 전류로 인해 발생합니다.

적외선, 가시광선, 자외선은 원자, 분자, 고속 하전 입자에서 나옵니다.

X 선 방사선은 원자 내 과정에서 발생하며 감마 방사선은 핵에서 발생합니다.

같은 파장의 파동이 형성될 수 있기 때문에 일부 띠는 겹쳐집니다. 다양한 프로세스. 따라서 가장 짧은 파장의 자외선은 장파장 X선에 의해 차단됩니다.

의학에서는 전자기 진동을 주파수 범위로 조건부로 나누는 것이 허용됩니다.

종종 저주파 및 가청 주파수의 물리치료 전자 장비를 저주파라고 합니다. 다른 모든 주파수의 전자 장비를 고주파의 일반화 개념이라고 합니다.

이러한 장치 그룹 내에는 해당 매개변수와 목적에 따른 내부 분류도 있습니다.

5. 교류 자기장이 인체에 미치는 영향.

와전류는 교류 자기장의 거대한 전도체에서 발생합니다. 이러한 전류는 생물학적 조직과 기관을 가열하는 데 사용될 수 있습니다. 이 방법을 유도온열이라고 합니다.

유도온열요법을 사용하면 조직에서 방출되는 열의 양은 교류 자기장의 유도와 주파수의 제곱에 비례하고 저항률에 반비례합니다. 따라서 근육과 같이 혈관이 풍부한 조직은 지방이 있는 조직보다 더 강하게 가열됩니다.

교류 전기장에 노출

변수에 있는 조직에서 전기장, 변위 전류와 전도 전류가 발생합니다. 이를 위해 초고주파 전기장을 사용하므로 이에 해당하는 물리치료법을 UHF 요법이라고 합니다.

신체에서 방출되는 열의 양은 다음과 같이 표현됩니다.

(1)

여기서 E는 전계 강도이다.

l - 필드에 배치된 객체의 길이

S - 해당 섹션

그의 저항

저항력.

두 부분 (1)을 신체의 부피 Sl로 나누어 조직 1m 3에서 1초 동안 방출되는 열량을 얻습니다.

전자파 노출

마이크로파 범위에서 전자기파 사용 - 마이크로파 요법(주파수 2375MHz, \u003d 12.6cm) 및 DCV 요법(주파수 460MHz, \u003d 65.2cm)

E/m파는 생물학적 물체에 열 효과를 줍니다. E/M 파동은 물질 분자를 분극화하고 주기적으로 전기 쌍극자로 방향을 바꿉니다. 또한 e/m파는 생물학적 시스템의 이온에 영향을 주어 교류 전도 전류를 유발합니다.

따라서 전자기장의 물질에는 변위 전류와 전도 전류가 모두 있습니다. 이 모든 것이 물질의 가열로 이어집니다.

큰 중요성물 분자의 방향 전환으로 인해 변위 전류가 발생합니다. 이와 관련하여 마이크로파 에너지의 최대 흡수는 근육과 혈액과 같은 조직에서 발생하고 뼈와 지방 딸꾹질에서는 덜 발생하며 크기가 작아지고 열이 발생합니다.

전자기파는 수소 결합을 끊고 DNA 및 RNA 거대분자의 방향에 영향을 미쳐 생물학적 물체에 영향을 미칠 수 있습니다.

조직의 복잡한 구성을 고려할 때 마이크로파 치료 중 전자파의 침투 깊이는 표면에서 3-5cm, LCV 치료의 경우 최대 9cm라고 조건부로 간주됩니다.

센티미터 e/m 파동은 근육, 피부, 체액에 최대 2cm, 지방, 뼈에 최대 10cm까지 침투합니다.

이를 통해 우리는 프로세스의 파동 특성을 무시하고 이를 전기적이라고 설명할 수 있습니다. 연속성 방정식 I=±dQ/dt에 따라 Q(용량성 회로 요소)와 전류 I(유도성 및 소산성 요소)를 충전합니다. 단일 진동 회로의 경우 E. to.는 다음 방정식으로 설명됩니다.

여기서 L은 자기유도, C는 정전용량, R은 저항, ? - 외부 EMF.

물리적 백과 사전. - M.: 소련 백과사전. . 1983 .

전기 진동

- 전자기 진동준고정 회로에서 그 크기는 엘자석의 길이에 비해 작습니다. 파도. 이는 프로세스의 파동 특성을 고려하지 않고 이를 전류의 변동으로 설명하는 것을 가능하게 합니다. 전하(용량성 회로 요소) 및 전류 나(유도성 및 소산성 요소에서) 연속 방정식에 따라: 싱글의 경우 진동 회로 E. to.는 L이 인덕턴스, C가 커패시턴스인 방정식으로 설명됩니다. 아르 자형-저항, -가변 외부 EMF. M. A. 밀러.

물리적 백과사전. 5권으로. - M.: 소련 백과사전. 편집장 A. M. 프로호로프. 1988 .

• 전기적 강도

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전기 진동을 참조하십시오... 백과사전 F.A. 브록하우스와 I.A. 에프론

서적

• 전기공학의 이론적 기초. 전기 회로. 교과서, L. A. Bessonov. 선형 및 비선형 이론에 대한 전통적이고 새로운 질문 전기 회로. 전통적인 방법에는 상수, 정현파, ...에서 전류 및 전압을 계산하는 방법이 포함됩니다.

이러한 전류의 진동 기간은 전파 시간보다 훨씬 길며 이는 프로세스가 시간 τ에 따라 거의 변하지 않음을 의미합니다. 활성 저항이 없는 회로의 자유 진동 진동 회로 인덕턴스와 커패시턴스의 회로입니다. 방정식을 찾아보자변동.

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강의

전기 진동

계획

1. 준정상 전류
2. 능동 저항이 없는 회로의 자유 진동
3. 교류
4. 쌍극자 방사선

1. 준정상 전류

전자기장은 빛의 속도로 전파됩니다.

엘 도체 길이

준정지 전류 상태:

이러한 전류의 진동 기간은 전파 시간보다 훨씬 길며 이는 프로세스가 시간 τ에 따라 거의 변하지 않음을 의미합니다.

순시값준정상 전류는 옴의 법칙과 키르히호프의 법칙을 따릅니다.

2) 능동 저항이 없는 회로의 자유 진동

진동 회로인덕턴스와 커패시턴스의 회로.

진동 방정식을 찾아보자. 커패시터의 충전 전류를 긍정적으로 고려해 보겠습니다.

방정식의 양변을 다음과 같이 나눕니다. L, 우리는 얻습니다

허락하다

그러면 진동 방정식은 다음과 같은 형식을 취합니다.

그러한 방정식의 해는 다음과 같습니다.

톰슨 공식

전류가 위상을 앞서고 있습니다.π /2의 U

1. 자유로운 감쇠 진동

모든 실제 회로에는 활성 저항이 있고 에너지는 가열에 사용되며 진동은 감쇠됩니다.

~에

해결책:

어디

감쇠진동의 주파수는 고유진동수보다 작습니다.

R=0에서

로그 감쇠 감소:

댐핑이 작은 경우

품질 요소:

1. 강제 전기 진동

커패시턴스 양단의 전압은 다음과 같이 전류와 위상이 다릅니다.π /2, 인덕턴스 양단의 전압은 다음과 같은 위상으로 전류를 유도합니다.π /2. 저항 양단의 전압은 전류의 위상에 따라 변합니다.

1. 교류

전기적 임피던스(임피던스)

반응성 유도 리액턴스

반응성 용량

AC 전원

유효한 값 AC 회로에서

osψ - 역률

1. 쌍극자 방사선

EMW를 방출하는 가장 간단한 시스템은 전기 쌍극자입니다.

쌍극자 모멘트

아르 자형 전하 반경 벡터

엘 진동 진폭

허락하다

파도 지대

웨이브 프론트 구형

쌍극자를 통과하는 파면의 단면자오선 , 쌍극자 축에 수직을 통해유사점.

쌍극자 복사 전력

쌍극자의 평균 복사 전력은 쌍극자의 전기 모멘트 진폭의 제곱과 주파수의 4승에 비례합니다.

진동 전하의 가속.

대부분의 자연 및 인공 전자기 방사선 소스는 조건을 충족합니다.

디 방사선 면적 크기

또는

V 평균 충전 속도

이러한 전자기 방사선원 헤르츠 쌍극자

헤르츠 쌍극자까지의 거리 범위를 파동대라고 합니다.

헤르츠 쌍극자의 총 평균 복사 강도

가속도와 함께 움직이는 모든 전하는 전자기파를 여기시키며, 복사 전력은 가속도의 제곱과 전하의 제곱에 비례합니다.

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강의계획

1. 진동 윤곽. 준정상 전류.

2. 자신의 전기 진동.

2.1. 자신의 감쇠되지 않은 진동.

2.2. 자연적으로 감쇠된 진동.

3. 강제 전기 진동.

3.1. 교류 회로의 저항.

3.2. AC 회로의 커패시턴스.

3.3. 교류 회로의 인덕턴스.

3.4. 강제 진동. 공명.

3.5. 코사인 파이 문제.

1. 진동 윤곽. 준정상 전류.

변동 전기량- 전하, 전압, 전류 - 직렬 연결된 저항으로 구성된 회로에서 관찰할 수 있습니다( 아르 자형), 용량( 씨) 및 인덕터( 엘) (그림 11.1).

쌀. 11.1.

스위치 위치 1에서 에게, 커패시터는 소스에서 충전됩니다.

이제 위치 2로 전환하면 회로에서 RLC기간에 따라 변동이 있을 수 있습니다 티스프링에 가해지는 하중의 진동과 유사합니다.

시스템의 내부 에너지 자원으로 인해 발생하는 진동을 호출합니다. 소유하다.처음에는 에너지가 커패시터에 전달되어 정전기장에 국한되었습니다. 커패시터가 코일에 닫히면 회로에 방전 전류가 나타나고 코일에 자기장이 나타납니다. EMF 코일의 자기 유도는 커패시터의 순간 방전을 방지합니다. 1/4 기간이 지나면 커패시터는 완전히 방전되지만 자기 유도의 기전력에 의해 전류는 계속 흐릅니다. 지금까지 이 EMF 커패시터를 재충전하십시오. 회로의 전류와 자기장은 0으로 감소하고 커패시터 플레이트의 전하는 최대 값에 도달합니다.

회로의 전기량의 이러한 변동은 회로의 저항이 다음과 같은 경우 무기한으로 발생합니다. 아르 자형= 0. 이러한 프로세스를 자신의 감쇠되지 않은 진동. 우리는 기계적 진동 시스템에 저항력이 없을 때 유사한 진동을 관찰했습니다. 만약 저항의 저항이 아르 자형(기계적 발진기의 저항력)을 무시할 수 없으며 이러한 시스템에서는 다음이 발생합니다. 자신의 감쇠 진동.

그림의 그래프에서. 11.2. 시간에 따른 커패시터 충전의 의존성은 감쇠되지 않은 경우에 나타납니다( ㅏ) 및 부패( 비,V,G) 변동. 감쇠 진동의 특성은 저항기의 저항이 증가함에 따라 변경됩니다. 아르 자형. 저항이 일정 수준을 초과하면 비판적인의미 아르 자형 k, 시스템에 진동이 없습니다. 단조로움이 있다 주기적커패시터 방전 (그림 11.2. G.).

쌀. 11.2.

진동 과정의 수학적 분석을 진행하기 전에 한 가지 작업을 수행하겠습니다. 중요 사항. 진동 방정식을 작성할 때 엄밀히 말하면 직류에 유효한 키르히호프의 법칙(옴의 법칙)을 사용합니다. 그러나 진동 시스템에서는 전류가 시간에 따라 변합니다. 그러나 이 경우 전류 변화율이 너무 높지 않으면 전류의 순간값에 대해 이러한 법칙을 사용할 수 있습니다. 이러한 전류를 준정적(“quasi”(lat.) - 마치)이라고 합니다. 그런데 "너무" 또는 "너무하지 않음"의 속도는 무엇을 의미합니까? 회로의 일부 섹션에서 전류가 변경되면 이 변경의 임펄스는 잠시 후 회로의 가장 먼 지점에 도달합니다.

.

여기 엘는 윤곽선의 특징적인 크기이고, 와 함께신호가 회로에서 전파되는 빛의 속도입니다.

전류의 변화율은 너무 높지 않은 것으로 간주되며 다음과 같은 경우 전류는 준정적입니다.

,

어디 티- 변화 기간, 즉 진동 과정의 특징적인 시간.

예를 들어, 길이가 3m인 체인의 경우 신호 지연은 ==입니다.
= 10 -8초 즉, 이 회로의 교류는 주기가 주파수에 해당하는10 -6초를 초과하는 경우 준정상으로 간주될 수 있습니다. 10 6Hz. 따라서 고려중인 회로의 주파수 0ν10 6Hz의 경우 전류 및 전압의 순간 값에 대한 Kirchhoff의 규칙을 사용할 수 있습니다.