Детская энциклопедия

Меню сайта











Как настраиваются на волну

Для того чтобы множество станций могло вести передачи, не мешая друг другу, каждой из Них выделена строго определенная частота или длина волны. А чтобы принять одну из этих передач, в приемнике есть специальное устрой­ство — колебательный  контур (рис. 6). Он представляет собой замкнутую цепь, состоящую из катушки индук­тивности и конденсатора. Катушка (ее иногда называют индуктивностью) — это свитый в спираль провод, а конденсатор — близко расположенные металлические пласти­ны, на которых можно собирать заряды и на­капливать, таким образом, электрическую энергию.

Если присоединить батарею к пластинкам конденсатора, на нем появятся электрические заряды. Пластина, соединенная с отрицатель­ным полюсом, зарядится отрицательно, а со­единенная с положительным — положительно. На пластинах появится электрическое напря­жение, которое будет возрастать, пока не срав­няется с напряжением батареи. Тогда конден­сатор окажется заряженным до предела, соот­ветствующего его электрической емкости, т. е. способности запасать электрические заряды. Чем больше емкость конденсатора, тем больше зарядов «войдет» в него при данном напря­жении, тем больше электрической энергии сосредоточится в электрическом поле между пластинами.

Запасенная энергия останется в конденса­торе и после отключения батареи. Если заряжен­ный конденсатор присоединить к катушке индуктивности, запасенная энергия вызовет протекание электрического тока через катушку: по ней потечет разрядный ток конденсатора.

Вокруг всякого проводника с электрическим током возникает магнитное поле. Появляется оно и вокруг катушки. Электрическая энергия конденсатора превращается в катушке в маг­нитную энергию электрического тока. В тот момент, когда конденсатор разрядится, маг­нитное поле достигает наибольшего значения и начинает убывать, пронизывая витки катушки.

Энергия, запасенная магнитным полем, ра­зумеется, не может исчезнуть бесследно, она должна перейти в другой вид энергии. Согласно закону магнитной индукции, уменьшающееся магнитное поле катушки создает в ней электро­движущую силу, которая препятствует исчез­новению поля. Эта сила создает ток, который начинает снова заряжать конденсатор. Но этот зарядный ток будет течь уже в обрат­ную сторону. Конденсатор вновь зарядится, но его пластины как бы поменяются местами: положительная зарядится отрицательно, отри­цательная— положительно. Зарядившийся кон­денсатор снова начнет разряжаться через катуш­ку. Однако разрядный ток в цепи потечет уже в другом направлении. Вокруг катушки поя­вится магнитное поле, и процесс повторится в той же последовательности.

Электрическая цепь, состоящая из катушки индуктивности и конденсатора, называется зам­кнутым колебательным контуром. В нем про­исходит периодическое перемещение электри­ческих зарядов (т. е. движение тока) в проти­воположных направлениях. Конечно, со вре­менем колебания тока в контуре прекратятся подобно тому, как постепенно затухают коле­бания маятника. Ведь провода, из которых сде­лан контур, обладают электрическим сопротив­лением. Часть энергии при каждом колебании затрачивается, чтобы преодолеть это сопро­тивление, и превращается в тепло. Это ос­новная причина энергетических потерь в контуре.

От чего же зависит частота электри­ческих колебаний в контуре? Период колеба­ния маятника, например, связан с его дли­ной. Чем больше длина, тем больше период, тем медленнее качается маятник. В часах ходи­ках, например, период равен 0,5 секунды, а самый большой маятник, подвешенный под 100-метровым куполом Исаакиевского собора в Ленинграде, совершает полное колебание за 20 секунд.

В электрическом контуре частота колебаний определяется величиной емкости конденсатора и индуктивности катушки. Чем больше чи­сло витков в катушке, тем меньше при данном диаметре ее индуктивность, тем быстрее изме­няется сила тока в контуре. Чем меньше ем­кость конденсатора (рис. 7), тем меньше вре­мени нужно на его разрядку и зарядку. Меняя величину емкости или индуктивности, легко настроить контур на любую частоту.

Колебания в электрическом контуре могут совершаться неизмеримо быстрее, чем качается самый короткий маятник. Перезарядка конден­сатора с малой емкостью происходит за тысяч­ные и миллионные доли секунды. Это значит, что частота колебаний в контуре — тысячи и миллионы раз в секунду, т. е. тысячи и миллионы герц.

В электрический контур можно вводить энергию извне. Для этого нужно воздейство­вать на контур внешней периодической силой, т. е. переменной электродвижущей силой какой-то определенной частоты. Такие колебания, вызванные действием внешней силы, называются вынужденными колебаниями.

Если частота вводимой в контур электро­движущей силы совпадает с частотой колеба­ний контура, возникает явление резонанса — амплитуда колебаний достигает наибольшей величины. При этом не надо увеличивать амп­литуду подводимого колебания; нужно только, чтобы частота подводимых колебаний равня­лась собственной частоте контура. Именно это явление и позволяет настраивать приемник на определенную волну и выделять нужную стан­цию среди огромного количества других.

Попробуем пояснить физическую сущность этого явления сначала на примере маятника. Чтобы маятник не останавливался, нужно под­талкивать его в такт его собственным колеба­ниям. Даже если каждый толчок очень слаб, он передаст маятнику небольшую порцию энер­гии, но постепенно маятник можно раскачать очень сильно.

Так же можно «раскачать» и электрический контур, если подавать в него энергию в такт его собственным колебаниям. Из электрических коле­баний различных частот контур выделит только нужную, свою частоту (рис. 8), так как лишь она вызовет явление резонанса. Из слабых «подталкиваний» контур постепенно соберет, накопит значительную энергию. Контур не сможет, конечно, собирать «толчки» и увеличивать амп­литуду колебаний беспредельно. Чем больше амплитуда напряжения на контуре, тем больше амплитуда тока, тем больше потери, тем больше энергии рассеивается в виде тепла.

Каждый контур способен усиливать не одну частоту, а целую полосу частот, но чем выше его качество, или, как говорят, доброт­ность, тем уже эта полоса. Если в паспорте приемника записано, что полоса пропускания 6 кгц, а мы настроились на волну 1500 м (200 кгц), то приемник примет все частоты от 197 до 203 кгц. Расстояние между вещательными станциями, как правило, 9—10 кгц. Поэтому, принимая полосу в 6 кгц, мы все же слышим лишь одну передачу. Правда, случается, что в приемнике слышны сразу две передачи. Это значит, что контур приемника плохо разделяет частоты, что у него недостаточная избиратель­ность.





 
Календарь
«  Декабрь 2016  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031

Новые статьи
Каталог статей
Как подготовить ребенка к школе
Освоение навыков чтения
Природные материалы на уроках труда

Статистика




 
Адрес почты Вопросы по рекомендациям, размещению рекламы и обратных ссылок обращайтесь pochta@enciklopediya1.ru
2013 © 2016