elektromag osc

• Elektromagnetický oscilátor


  Základný obvod pozostáva len z cievky (s indukčnosťou L) a kondenzátora (s kapacitou C)
• Elektromagnetické kmitanie

  1. Kondenzátor sa začne vybíjať

  2. Prúd tečie cez cievku, vytvára sa magnetické pole

  3. Energia kondenzátora sa premení na magnetickú energiu cievky

  4. Magnetické pole indukuje elektrický prúd, ktorý nabíja kondenzátor opačnej polarity

  5. Dej sa opakuje opačným smerom
• Elektrická energia kondenzátora

  Ee = 1/2 Q^2/C
• Magnetická energia cievky

  Em = 1/2 LI^2
• Fázový posun medzi napätím a prúdom je φ = π/2 rad
• Okamžité hodnoty napätia a prúdu

  u = Um * sin(ωt + π/2)

  i = Im * sin(ωt)
• Frekvencia a perióda vlastných kmitov

  f0 = 1/(2π√LC)

  T0 = 2π√LC
• Vlastné kmitanie elektromagnetického oscilátora je vždy tlmené kvôli odporu obvodu
• Nútené kmitanie


  Vzniká pôsobením napätia s časovo premenlivou hodnotou u = Um * sin ωt
• Pri nútenom kmitaní oscilátor vždy kmitá s frekvenciou vonkajšieho pôsobenia
• Rezonancia


  Pri postupnom zvyšovaní frekvencie napätie rastie až do maximálnej hodnoty, potom klesá
• Maximálna hodnota napätia je dosiahnutá ak f generátora = f vlastného kmitania oscilátora
• Nútené kmitanie


  1. Oscilátor vždy kmitá s frekvenciou vonkajšieho pôsobenia

  2. Nútené kmitanie môže vzniknúť aj v sústave, ktorá by nemala vlastnosti oscilátora

  3. Pri pripojení zroja harmonického napätia do obvodu len s kond. frekvencia kmitania závisí výhradne od frekvencie zdroja harmonického napätia

  4. Vlastnosti oscilátora majú vplyv na amplitúdu kmitania
• Rezonancia oscilátora


  Maximálna hodnota napätia je dosiahnutá pri takej hodnote frekvencie generátora, ktorá sa rovná frekvencii vlastného kmitania oscilátora
• Rezonančná krivka


  • Z grafu možno zistiť rezonančnú frekvenciu oscilátora
  • Usúdiť, či je tlmenie oscilátora silné alebo slabé
• Pri rezonančnej frekvencii je amplitúda núteného kmitania väčšia ako amplitúda zdroja núteného kmitania - nastáva rezonančné zosilnenie
• Rezonancia


  Vzájomné pôsobenie dvoch oscilátorov, z ktorých jeden nazývame oscilátor (zdroj núteného kmitania) a druhý rezonátor (rozkmitá sa pôsobením zdroja)
• Väzba medzi oscilátormi


  • Voľná väzba - energia sa prenáša pozvoľne
  • Tesná väzba - energia sa prenáša rýchlejšie
• Rezonancia v praxi


  • Zosilnenie zvuku v dutine gitary
  • Prijímanie signálu rádiovým alebo TV prijímačom
  • Elektromagnetická rezonancia v zosilňovačoch prúdu či napätia alebo v meračoch frekvencie
• Nežiadúca mechanická rezonancia


  • Pruženie automobilu
• Pri správnej konštrukcii sa vlastná frekvencia zariadenia upraví tak, aby nezodpovedala pracovnej frekvencii
• počas jednej periody dojde k 4 zmenám el E na magn alebo naopak
• užitočná rezonancia: v dutine gitary, prijímanie signálu rádiovým alebo tv prijímačom, zosilňovač prúdu alebo napätia
• dve kyvadlá spojené vláknom so závažím(väzba) rozkmiktáme oscilátor tak sa prostr väzby bude prenášať E na rezonátor

  • oscilátor dokmitá a rezonátor bude kmitať s najväčšou amplitúdou
• nežiadúca rezonancia: pruženie auta, nesprávna konštrukcia strojov-ich pracovná f=rezonančnej f alebo jej násobku