Применение фотоэффекта

~ 2 ~

Министерство образования и науки РФ

ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный

университет им. Н.Г. Чернышевского»

Колледж радиоэлектроники им. П.Н.Яблочкова

Реферат

Применение фотоэффекта

                                                                                                                               Выполнил:   

Студент группы «ПО-12»

Андрощук Максим

Преподаватель Митасова Т.Е.

План.

Введение.

1.  Электромагнитные колебания.

1.1 Колебательный контур.

Основная часть.

2.  Колебательный контур.

2.1  Добротность колебательного контура.

2.2 Принцип действия.

Заключение.

3.  Применение.

Введение

1.  Электромагнитные колебания.

    Электромагнитными колебаниями называют: периодические или почти периодические изменения заряда, силы тока и напряжения.

Электромагнитными колебаниями являются радиоволны, микроволны, инфракрасное излучение, видимый свет, ультрафиолетовое излучение, рентгеновские лучи, гамма-лучи.

  Электромагнитные колебания – это колебания электрического заряда, силы тока, напряжения, связанные с ними колебания напряженности электрического поля и индукции магнитного поля, а также самостоятельные колебания в электромагнитной волне.

Обычно эти колебания происходят с очень большой частотой, значительно превышающей частоту механических колебаний. Поэтому для их наблюдения и исследования самым подходящим прибором является электронный осциллограф.

1.1 Колебательный контур.

Колебательный контур, электрическая цепь, содержащая катушку индуктивности и конденсатор, в которой могут возбуждаться электрические колебания. Если в некоторый момент времени зарядить конденсатор до напряжения V0, то энергия, сосредоточенная в электрическом поле конденсатора, равна

Ес = CV02/2,

где С - ёмкость конденсатора.

При разрядке конденсатора в катушке потечёт ток I, который будет возрастать до тех пор, пока конденсатор полностью не разрядится. В этот момент электрическая энергия Колебательный контур Ec = 0, а магнитная, сосредоточенная в катушке,

EL=LI02/2,

где L - индуктивность катушки, I0 - максимальное значение тока.

Основная часть

2.  Колебательный контур.

    Колебательным контуром называют электрическую цепь, состоящую из элементов, способных запасать электрическую и магнитную энергию, и в которой могут возбуждаться электрические колебания. Эквивалентная схема простейшего колебательного контура состоит из ёмкости, индуктивности и сопротивления.

      Простейшей электрической цепью, в которой наблюдается явление резонанса, является одиночный колебательный контур, состоящий из катушки индуктивности и конденсатора, соединённых в замкнутую цепь. В зависимости от способа подключения к колебательному контуру источника энергии различают последовательный (рис.1) и параллельный (рис.2) колебательные контура.

2.1  Добротность колебательного контура.

Добротность — характеристика колебательной системы, определяющая полосу резонанса и показывающая, во сколько раз запасы энергии в системе больше, чем потери энергии за один период колебаний.

Добротность обратно пропорциональна скорости затухания собственных колебаний в системе. То есть, чем выше добротность колебательной системы, тем меньше потери энергии и тем медленнее затухают колебания.

2.2 Принцип действия.

Пусть конденсатор ёмкостью C заряжен до напряжения U0 . Энергия, запасённая в конденсаторе составляет .

При соединении конденсатора с катушкой индуктивности, в цепи потечёт ток I, что вызовет в катушке электродвижущую силу (ЭДС) самоиндукции, направленную на уменьшение тока в цепи. Ток, вызванный этой ЭДС (при отсутствии потерь в индуктивности) в начальный момент будет равен току разряда конденсатора, то есть результирующий ток будет равен нулю. Магнитная энергия катушки в этот (начальный) момент равна нулю.

Затем результирующий ток в цепи будет возрастать, а энергия из конденсатора будет переходить в катушку до полного разряда конденсатора. В этот момент электрическая энергия конденсатора  . Магнитная же энергия, сосредоточенная в катушке, напротив, максимальна и равна, где L — индуктивность катушки,  I  — максимальное значение тока.

После этого начнётся перезарядка конденсатора, то есть заряд конденсатора напряжением другой полярности. Перезарядка будет проходить до тех пор, пока магнитная энергия катушки не перейдёт в электрическую энергию конденсатора. Конденсатор, в этом случае, снова будет заряжен до напряжения –U0 .

  В результате в цепи возникают колебания, длительность которых будет обратно пропорциональна потерям энергии в контуре.

  В общем, описанные выше процессы в параллельном колебательном контуре называются резонанс токов, что означает, что через индуктивность и ёмкость протекают токи, больше тока проходящего через весь контур, причем эти токи больше в определённое число раз.

Эти большие токи не покидают пределов контура, так как они противофазные и сами себя компенсируют. Стоит также заметить, что сопротивление параллельного колебательного контура на резонансной частоте стремится к бесконечности (в отличие от последовательного колебательного контура, сопротивление которого на резонансной частоте стремится к нулю), а это делает его незаменимым фильтром.

3.  Применение.

Колебательные контуры нашли широчайшее применение в радиоэлектронике в качестве различных частотно- избирательных систем, то есть, систем, у которых амплитуда отклика цепи может резко изменится, когда частота внешнего воздействия достигает некоторых значений, определяемых параметрами цепи. Явление резкого возрастания амплитуды отклика называется амплитудным резонансом.

В усилителях телевизионных сигналов искусственно снижают добротность Колебательного контура. Часто используются схемы с двумя или несколькими связанными между собой колебательные контуры. Такие системы при правильно подобранных связях обладают почти прямоугольной резонансной кривой.

Применяются нелинейные Колебательные контуры, параметры которых L или С зависят от амплитуды колебаний. Например, если в катушку индуктивности Колебательного контура, вставлен железный сердечник, то намагниченность железа, а с ним и индуктивность L катушки меняется с изменением тока, текущего через неё. Период колебания в таком Колебательном контуре зависит от амплитуды, поэтому резонансная кривая приобретает наклон, а при больших амплитудах становится неоднозначной . В последнем случае имеют место скачки амплитуды при плавном изменении частоты W внешней эдс. Нелинейные эффекты проявляются тем сильнее, чем меньше потери в К. к. В К. к. с низкой добротностью нелинейность вообще не сказывается на характере резонансной кривой.

Колебательный контур  обычно применяется в качестве резонансной системы генераторов и усилителей в диапазоне частот от 50 кгц до 250 Мгц. На более высоких частотах роль К. к. играют отрезки двухпроводных и коаксиальных линий, а также объёмные резонаторы.

Используемая литература.

1. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Чаругин В.М. «Физика.11 класс» - Москва: «Просвещение» 2010 г.

2.   Буховцев Б.Б., Мякишев Г.Я., Чаругин В.М. «Физика.11 класс» -  Москва: «Просвещение» 2011 г.

3. Е.И. Манаев. “Основы радиоэлектроники”. М., «Радио и связь», 1985.

4. www.wikipedia.org