Тетрадь
для домашней работы по теме
(к учебнику «Физика 11»)
учаще _______ гр. ______ ОГБОУ НПО ПУ-5
1. Под электромагнитными колебаниями понимают периодические изменения…
А) силы тока и напряжения
Б) заряда и напряжения
В) заряда, силы тока и напряжения
2. Какие процессы можно назвать электромагнитными колебаниями?
А) Колебание маятника.
Б) Зарядка и разрядка конденсатора.
В) Протекание постоянного тока через катушку.
3. Свободные электромагнитные колебания можно получить при…
А) разрядке конденсатора через катушку индуктивности
Б) прохождении переменного тока
В) вращении проволочной рамки в однородном магнитном поле
4. Рассмотрим возникновение электромагнитных коле6аний в колебательном контуре. Когда переключатель (рисунок, а) находится в положении -1…
А) конденсатор будет перезаряжаться, пока ток не прекратится
Б) процесс протекает в обратном порядке, и конденсатор снова перезаряжается
В) конденсатор заряжается, получая заряд q
Г) ток перестает нарастать
Д) в катушке под действием электрического поля возникает ток, силу которого можно вычислить из формулы i = 
. Конденсатор при этом разряжается
5. Колебательный контур изображает схема…
6. При отсутствии сопротивления полная энергия электромагнитного поля в колебательного контура…
А) убывает
Б) возрастает
В) не изменяется
7. Найдите соответствие между механическими и электрическими величинами при колебательных процессах.
А) скорость _______
В) кинетическая энергия_______
Г) жёсткость пружины_______
Д) потенциальная энергия_______
Электрические величины:
А) заряд
Б) энергия магнитного поля
В) величина обратная ёмкости
Е) энергия электрического поля
8. Запишите формулу для периода свободных колебании в контуре и выпишите название, обозначение и единицы измерения каждой физической величины.
9. Изменение заряда конденсатора в идеальном колебательном контуре происходит по закону q=10-6sin100πt (Кл). При емкости конденсатора этого контура, равной 10 мкФ, максимальная энергия магнитного поля в контуре равна:
10. Приведите пример простейшей модели генератора переменного тока.
11. Колебания силы тока и напряжения в цепи переменного тока с резистором связаны соотношением…
А) колебания силы тока совпадают по фазе с колебаниями напряжения
Б) колебания силы тока отстают на 
от колебаний напряжения
В) колебания силы тока опережают на 
колебания напряжения
12. Действующее значение силы переменного тока в цепи равно 5 А. Чему равно максимальное значение тока в цепи?
А) 5 А Б) 
А
АВ) А Г) А
А Г) 
А13. Запишите соотношение связывающее действующее значение напряжения в цепи переменного тока с амплитудным значением напряжения.
14. Колебания силы тока и напряжения в цепи переменного тока с конденсатором связаны соотношением…
А) колебания силы тока совпадают по фазе с колебаниями напряжения
Б) колебания силы тока отстают на от колебаний напряжения
В) колебания силы тока опережают на колебания напряжения
15. Запишите формулу для емкостного сопротивления и выпишите название, обозначение и единицы измерения каждой физической величины.
16. Колебания силы тока и напряжения в цепи переменного тока с катушкой индуктивности связаны соотношением…
А) колебания силы тока совпадают по фазе с колебаниями напряжения
Б) колебания силы тока отстают на от колебаний напряжения
В) колебания силы тока опережают на колебания напряжения
17. Запишите формулу для индуктивного сопротивления и выпишите название, обозначение и единицы измерения каждой физической величины.
18. Какой из приведенных ниже букв обозначается…
1) период свободных колебаний в контуре_______
2) полная энергия электромагнитного поля______
3) ёмкостное сопротивление_______
4) индуктивное сопротивление_____
А. W Б. ХС В. Т Г. ХL
19. Найдите соответствующее определение для резонанса в электрическом колебательном контуре.
А. Устройство для преобразования переменного тока, при котором напряжение увеличивается или уменьшается в несколько раз практически без потери мощности.
Б. Явление резкое возрастание амплитуды вынужденных колебаний силы тока при совпадении частоты внешнего переменного напряжения с собственной частотой колебательного контура.
В. Периодические или почти периодические изменения заряда, силы тока и напряжения.
Г. Незатухающие колебания, существующие в системе без воздействия на неё внешних периодических сил.
20. Контур радиоприемника настроен на радиостанцию, частота которой 9 МГц. Как нужно изменить емкость конденсатора колебательного контура, чтобы настроить его на резонансную частоту 3 МГц? Сопротивлением контура пренебречь.
А) Уменьшить в 3 раза
Б) Увеличить в 3 раза
В) Уменьшить в 9 раз
Г) Увеличить в 9 раз
21. Где используется явление резонанса в электрической цепи?
22. На рисунке представлена принципиальная схема автоколебательного генератора на транзисторе. Элементами схемы, обеспечивающими обратную связь, является…
Б) 2
23. Электрический ток вырабатывается в …
А) генераторах
Б) трансформаторах
24. Если количество витков первичной обмотки больше чем на вторичной, то трансформатор является…
А) повышающим
Б) понижающим
25. Что используют для уменьшения потерь электроэнергии при передаче её на большие расстояния?
«Физика — 11 класс»
Вынужденные колебания возникают под действием переменного напряжения, вырабатываемого генераторами на электростанциях.
Такие генераторы не могут создавать колебания высокой частоты, необходимые для радиосвязи? т.к. для этого потребовалась бы очень большая скорость вращения ротора.
Колебания высокой частоты получают, например, с помощью генератора на транзисторе.
Автоколебательные системы
Обычно незатухающие вынужденные колебания поддерживаются в цепи действием внешнего периодического напряжения.
Но возможны и другие способы получения незатухающих колебаний.
Например, есть система, в которой могут существовать свободные электромагнитные колебания, с источником энергии.
Если сама система будет регулировать поступление энергии в колебательный контур для компенсации потерь энергии на резисторе, то в ней могут возникнуть незатухающие колебания.
Системы, в которых генерируются незатухающие колебания за счет поступления энергии от источника внутри самой системы, называются автоколебательными. Незатухающие колебания, существующие в системе без воздействия на нее внешних периодических сил, называются автоколебаниями.
Генератор на транзисторе — пример автоколебательной системы.
Он состоит из колебательного контура с конденсатором емкостью С и катушкой индуктивностью L, источника энергии и транзистора.
Как создать незатухающие колебания в контуре?
Чтобы электромагнитные колебания в контуре не затухали, нужно компенсировать потери энергии за каждый период.
Пополнять энергию в контуре можно, подзаряжая конденсатор.
Для этого надо периодически подключать контур к источнику постоянного напряжения.
Конденсатор должен подключаться к источнику только в те интервалы времени, когда присоединенная к положительному полюсу источника пластина заряжена положительно, а присоединенная к отрицательному полюсу — отрицательно.
Только в этом случае источник будет подзаряжать конденсатор, пополняя его энергию.
Если же ключ замкнуть в момент, когда присоединенная к положительному полюсу источника пластина имеет отрицательный заряд, а присоединенная к отрицательному полюсу — положительный, то конденсатор будет разряжаться через источник. Энергия конденсатора при этом будет убывать.
Источник постоянного напряжения, постоянно подключенный к конденсатору контура, не может поддерживать в нем незатухающие колебания, так же как постоянная сила не может поддерживать механические колебания.
В течение половины периода энергия поступает в контур, а в течение следующей половины периода возвращается в источник.
В контуре незатухающие колебания установятся лишь при условии, что источник будет подключаться к контуру в те интервалы времени, когда возможна передача энергии конденсатору.
Для этого необходимо обеспечить автоматическую работу ключа.
При высокой частоте колебаний ключ должен обладать надежным быстродействием. В качестве такого практически безынерционного ключа и используется транзистор.
Транзистор состоит из эмиттера, базы и коллектора.
Эмиттер и коллектор имеют одинаковые основные носители заряда, например дырки (полупроводник p-типа).
База имеет основные носители противоположного знака, например электроны (полупроводник n-типа).
Работа генератора на транзисторе
Колебательный контур соединен последовательно с источником напряжения и транзистором так, что на эмиттер подается положительный потенциал, а на коллектор — отрицательный.
При этом переход эмиттер — база (эмиттерный переход) является прямым, а переход база — коллектор (коллекторный переход) оказывается обратным, и ток в цепи не идет.
Это соответствует разомкнутому ключу.
Чтобы в цепи контура возникал ток и подзаряжал конденсатор контура в ходе колебаний, нужно сообщать базе отрицательный относительно эмиттера потенциал, причем в те интервалы времени, когда верхняя пластина конденсатора заряжена положительно, а нижняя — отрицательно.
Это соответствует замкнутому ключу.
В интервалы времени, когда верхняя пластина конденсатора заряжена отрицательно, а нижняя — положительно, ток в цепи контура должен отсутствовать. Для этого база должна иметь положительный потенциал относительно эмиттера.
Таким образом, для компенсации потерь энергии колебаний в контуре напряжение на эмиттерном переходе должно периодически менять знак в строгом соответствии с колебаниями напряжения на контуре.
Необходима обратная связь.
Здесь обратная связь — индуктивная.
К эмиттерному переходу подключена катушка индуктивностью LCB, индуктивно связанная с катушкой индуктивностью L контура.
Колебания в контуре вследствие электромагнитной индукции возбуждают колебания напряжения на концах катушки, а тем самым и на эмиттерном переходе.
Если фаза колебаний напряжения на эмиттерном переходе подобрана правильно, то «толчки» тока в цепи контура действуют на контур в нужные интервалы времени, и колебания не затухают.
Напротив, амплитуда колебаний в контуре возрастает до тех пор, пока потери энергии в контуре не станут точно компенсироваться поступлением энергии от источника.
Эта амплитуда тем больше, чем больше напряжение источника.
Увеличение напряжения приводит к усилению «толчков» тока, подзаряжающего конденсатор.
Генераторы на транзисторах широко применяются не только во многих радиотехнических устройствах: радиоприемниках, передающих радиостанциях, усилителях, ЭВМ.
Основные элементы автоколебательной системы
На примере генератора на транзисторе можно выделить основные элементы, характерные для многих автоколебательных систем.
1. Источник энергии, за счет которого поддерживаются незатухающие колебания (в генераторе на транзисторе это источник постоянного напряжения).
2. Колебательная система — та часть автоколебательной системы, непосредственно в которой происходят колебания (в генераторе на транзисторе это колебательный контур).
3. Устройство, регулирующее поступление энергии от источника в колебательную систему — клапан (в рассмотренном генераторе — транзистор).
4. Устройство, обеспечивающее обратную связь, с помощью которой колебательная система управляет клапаном (в генераторе на транзисторе — индуктивная связь катушки контура с катушкой в цепи эмиттер — база).
Примеры автоколебательных систем
Автоколебания в механических системах: часы с маятником или балансиром (колесиком с пружинкой, совершающим крутильные колебания). Источником энергии в часах служит потенциальная энергия поднятой гири или сжатой пружины.
К автоколебательным системам относятся электрический звонок с прерывателем, свисток, органные трубы и многое другое. Наше сердце и легкие также можно рассматривать как автоколебательные системы.
Источник: «Физика — 11 класс», учебник Мякишев, Буховцев, Чаругин
Электромагнитные колебания. Физика, учебник для 11 класса — Класс!ная физика
А. 1. Б.
2. В. 3. Г.4.
На рисунке 2 изображена схема детекторного приемника. С помощью какого элемента приемника осуществляется преобразование модулированных
электромагнитных колебаний в пульсирующие?
А. 1. Б. 2. В. 3. Г.4.