Электричество шаг за шагом

Три важных параметра характеризуют процесс свободных колебаний в контуре L_кC_к. Первый параметр — это период Т, время, в течение которого ток в контуре проходит все свои возможные значения, проходит полный цикл изменений. Второй параметр — частота/, число полных периодов за секунду. Единица частоты герц, сокращённо Гц, — одно полное колебание в секунду, Т = 1 с (секунда). Соответственно 50 Гц — это 50 полных колебаний в секунду (Т = 0,02 с). Если за секунду происходит 1000 полных колебаний, то их частота равна 1000 Гц = 1 кГц, если происходит 1 000 000 (1 миллион) колебаний за секунду — 1 000 000 Гц = 1 МГц, то есть 1 мегагерц. Частота колебаний в равной мере зависит от индуктивности L_к и ёмкости С_к: чем больше L_к и С_к, тем медленнее идёт обмен энергией, тем ниже частота.

Наконец, третья важная характеристика — добротность контура Q, она говорит о том, какая часть запасённой энергии теряется при каждом её перекачивании из конденсатора в катушку и обратно (Р-112). Чем выше потери, тем быстрее израсходуется энергия, запасённая при зарядке конденсатора, тем быстрее затухнут колебания. При очень больших потерях колебания даже и не начнутся — конденсатор быстро отдаст всю свою энергию, причём безвозвратно, её сразу же заберёт и превратит в тепло сопротивление потерь. Потери в контуре иногда отображают двумя условными сопротивлениями (Р-112.1) — одно R_к2 включено последовательно с катушкой, второе R_к1 включено параллельно конденсатору. Чем больше R_к1 и чем меньше R_к2, тем меньше общие потери и выше добротность Q. Часто все потери пересчитывают в одно сопротивление R_к, включая его последовательно с катушкой.

Добротность Q, кроме того, зависит и от соотношения L_к и С_к, об этом полезно помнить, когда подбираешь ёмкость и индуктивность контура: нужную частоту колебаний можно получить при разном соотношении ёмкости и индуктивности, но для получения высокой добротности желательно, чтобы L_к было побольше, а С_к — поменьше.

Свободные колебания — один из главных героев радиоэлектроники. Достаточно вспомнить, что сами радиоволны, так же как и свет или рентгеновские лучи, это свободные колебания электромагнитного поля, непрерывный обмен энергией между его электрической и магнитной составляющими. Да и сами колебательные LC-контуры — непременные схемные узлы приёмников, телевизоров, сотовых телефонов и другой аппаратуры. В сильноточной электроаппаратуре колебательные контуры встречаешь нечасто, чаще они образуются случайно, и возникающие в них свободные колебания чаще всего нежелательны.

ВК-176.В двигателе постоянного тока обмотка электромагнита ОЭМ может получать питание от того же источника, что и обмотка якоря ОЯ. Последовательное (сериесное) соединение этих обмоток создаёт уникальные характеристики двигателя, очень ценные для транспортных машин, — при малой скорости двигатель очень сильно тянет, у него большой крутящий момент М. При большой скорости момент М малый. Именно поэтому в трамваях и электропоездах используют постоянный ток и сериесные двигатели.