Физика

за сваког по нешто

Електрично осцилаторно коло

Преузми Word документ

Затворено осцилаторно електрично коло се састоји од калема коефицијента самоиндукције L  и кондензатора капацитивности C – LC – коло.

Да би систем могао да осцилује потребно је да поседује енергију. Прикључивањем кондензатора на извор електричне струје долази до пуњења кондензатора. Након тога се кондензатор одвоји од извора електричне струје и повеже са калемом.

Између плоча напуњеног кондензатора влада напон U и електрично поље E=\frac{U}{d}. У тренутку прикључења калема на кондензатор (слика 1) јачина електричног поља је највећа, а јачина струје у колу је једнака нули, тако да магнетно поље у калему не постоји.

oscilatorno-kolo

Започиње процес пражњења кондензатора и кроз коло протиче струја. Јачина струје се постепено повећава, зато што долази до настанка електромоторне силе самоиндукције у калему ( која спречава да струја тренутно достигне максималну вредност). У току тог процеса долази до претварања енергије електричног поља кондензатора у енергију магнетног поља калема. Када струја достигне максималну вредност, електрично поље кондензатора је једнако нули, док је вредност магнетног поља у калему максимална.

Када на плочама кондензатора нема више напона (потенцијалне разлике) јачина струје почиње да се смањује, као и магнетно поље калема. Слабљење магнетног поља завојнице узрокује индуковање електромоторне силе самоиндукције, односно самоиндуковање струје истог смера као и струје која је до тада протицала. Сада је калем извор електромоторне силе самоиндукције. Долази до поновног пуњења кондензатора, али супротном поларизацијом у односу на претходну. Процес пуњења кондензатора траје док магнетно поље калема не постане једнако нули, односно док електрично поље кондензатора не достигне максималну вредност.

После тога долази до поновног пражњења кондензатора и процес се понавља.

Када електрично поље, односно напон између плоча кондензатора достигне максималну вредност, јачина струје, односно јачина магнетног поља има нулту вредност и обрнуто – фазна разлика између напона и струје је  =\frac{\pi}{2} .

2016-12-11_18-53-50

Основна претпоставка од које се полази приликом разматрања је да у току процеса не долази до губитка енергије.

Пражњењем кондензатора кроз идуктивни калем настају периодичне осцилације електричног и магнетног поља – настају електромагнетне осцилације.

У процесу електромагнетних осцилација, енергија електричног поља претвара се у енергију магнетног поља, и  обрнуто, као што се при осциловању математичког клатна потенцијална енергија претвара у кинетичку и обрнуто.

Електрично коло у коме настају електромагнетне осцилације назива се осцилаторно коло.

Фреквенција електромагнетних осцилација осцилаторног кола (Томсонова формула):

\omega =\frac{1}{\sqrt{LC}}

 


Додатак:

 

Пригушене и принудне осцилације Хармонијске осцилације