Se uma onda eletromagnética monocromática plana incide sobre uma partícula livre com carga e massa, então a partícula experimenta aceleração e, portanto, emite. A direção da radiação não coincide com a direção da onda incidente, enquanto sua freqüência em movimento não relativístico coincide com a freqüência do campo incidente. Em geral, esse efeito pode ser considerado como espalhamento da radiação incidente.
O valor instantâneo da potência de radiação para uma partícula com uma carga em movimento não relativístico é determinado pela fórmula de Larmor (14.21):
onde é o ângulo entre a direção de observação e a aceleração. A aceleração se deve à ação da onda eletromagnética do plano incidente. Denotando o vetor de onda por k, e o vetor de polarização,
através, escrevemos o campo elétrico da onda na forma
De acordo com a equação não relativística do movimento, a aceleração é
(14.99)
Se assumirmos que o deslocamento da carga ao longo do período de oscilação é muito menor do que o comprimento de onda, então o quadrado médio do tempo da aceleração será igual. Neste caso, a potência média irradiada por unidade de ângulo sólido é igual a
Uma vez que o fenômeno descrito é mais fácil de considerar como espalhamento, é conveniente introduzir a seção transversal de espalhamento diferencial efetivo, definindo-o da seguinte forma:
O fluxo de energia da onda incidente é determinado pelo valor médio do tempo do vetor de Poynting para onda plana, ou seja, é igual a. Assim, de acordo com (14.100), para a seção transversal efetiva diferencial, espalhamento, obtemos
Se a onda incidente se propaga na direção do eixo e o vetor de polarização faz um ângulo com o eixo como mostrado na FIG. 14,12, então a distribuição angular é determinada pelo fator
Para radiação incidente não polarizada, o fator de espalhamento diferencial é obtido pela média sobre o ângulo, o que leva à relação
Esta é a chamada fórmula de Thomson para o espalhamento da radiação incidente por uma taxa gratuita. Ele descreve o espalhamento de raios X por elétrons ou raios y por prótons. Canto
a distribuição de radiação é mostrada na FIG. 14,13 (curva sólida). Para a seção transversal efetiva total de espalhamento, a chamada seção transversal de espalhamento Thomson, obtemos
Para elétrons. A quantidade cm, que tem a dimensão do comprimento, é normalmente chamada de raio clássico de um elétron, uma vez que uma distribuição uniforme de uma carga igual à carga de um elétron deve ter um raio de tal ordem que sua própria energia eletrostática seja igual à massa de repouso de um elétron (veja o Cap. 17).
O resultado clássico de Thomson é válido apenas em frequências baixas. Se a frequência ω se tornar comparável ao valor, isto é, se a energia do fóton for comparável ou exceder a energia de repouso, então os efeitos da mecânica quântica começam a afetar significativamente. Outra interpretação desse critério também é possível: pode-se esperar o aparecimento de efeitos quânticos quando o comprimento de onda da radiação se torna comparável ou menor que o comprimento de onda Compton da partícula. Em altas frequências, a distribuição angular da radiação é mais concentrada na direção de a onda incidente, conforme mostrado pelas curvas tracejadas na Fig. 14,13; neste caso, entretanto, a seção transversal da radiação para o ângulo zero sempre coincide com aquela determinada pela fórmula de Thomson.
A seção transversal de espalhamento total acaba sendo menor do que a seção transversal de espalhamento Thomson (14.105). Este é o chamado espalhamento Compton. Para elétrons, é descrito pela fórmula de Klein-Nishina. Aqui, damos como referência as expressões assintóticas
a seção transversal de espalhamento total, determinada pela fórmula de Klein - Nishina.
Lição número 48-169 Circuito oscilatório. Oscilações eletromagnéticas livres. Conversão de energia em um circuito oscilatório. Fórmula de Thompson.Flutuações- movimentos ou condições que se repetem no tempo.Vibrações eletromagnéticas -estas são vibrações elétricas ecampos magnéticos que resistemimpulsionado por infidelidade periódicacarga, corrente e tensão. Um circuito oscilante é um sistema que consiste em um indutor e um capacitor(fig. a). Se o capacitor estiver carregado e em curto com a bobina, uma corrente fluirá através da bobina (Fig. B). Quando o capacitor é descarregado, a corrente no circuito não para devido à auto-indução na bobina. A corrente de indução, segundo a regra de Lenz, fluirá na mesma direção e recarregará o capacitor (Fig. C). A corrente nesta direção irá parar e o processo será repetido na direção oposta (Fig. d).
Desta maneira, em vibraçãoo circuito original dovibrações eletromagnéticasdevido à conversão de energiacondensado de campo elétricora( W E = 
)
na energia do campo magnético da bobina com corrente(W М = 
),
e vice versa.
Oscilações harmônicas - mudanças periódicas em uma quantidade física dependendo do tempo, ocorrendo de acordo com a lei do seno ou cosseno.
A equação que descreve as oscilações eletromagnéticas livres assume a forma
q "= - ω 0 2 q (q" é a segunda derivada.
As principais características do movimento oscilatório:
O período de oscilação é o período mínimo de tempo T, após o qual o processo é completamente repetido.
Amplitude de vibrações harmônicas - módulo o maior valor valor flutuante.
Sabendo o período, você pode determinar a frequência das oscilações, ou seja, o número de oscilações por unidade de tempo, por exemplo, por segundo. Se ocorrer uma oscilação no tempo T, então o número de oscilações em 1 s ν é determinado da seguinte forma: ν = 1 / T.
Lembre-se de que no Sistema Internacional de Unidades (SI), a frequência de vibração é igual a um se uma vibração for realizada em 1 s. A unidade de frequência é chamada de hertz (abreviado: Hz) em homenagem a Físico alemão Heinrich Ge rts a.
Após um período de tempo igual ao período T, ou seja, à medida que o argumento do cosseno aumenta em ω 0
T, o valor da carga é repetido e o cosseno retorna ao valor anterior. Sabe-se do curso de matemática que o menor período do cosseno é 2n. Portanto, ω 0
T= 2π, de onde ω 0
= 
= 2πν Assim, a quantidade ω 0
- este é o número de oscilações, mas não por 1 s, mas por 2 anos. É chamado cíclico ou frequência circular.
A frequência de vibrações livres é chamada frequência oscilatória naturalsistemas. A seguir, para resumir, frequentemente nos referiremos à frequência cíclica simplesmente como frequência. Distinguir a frequência cíclica ω 0 da frequência ν pode ser usado por designações.
Por analogia com a solução da equação diferencial para um sistema oscilatório mecânico frequência cíclica livre eletricamentehesitaçãoé igual a: ω 0 = 
O período de oscilações livres no circuito é igual a: T = 
= 2π 
- Fórmula de Thomson.
A fase de oscilações (da palavra grega phasis - aparência, estágio de desenvolvimento de qualquer fenômeno) é o valor de φ, estando sob o signo de cosseno ou seno. A fase é expressa em unidades angulares - radianos. A fase determina, em uma dada amplitude, o estado do sistema oscilatório em qualquer momento.
Oscilações com as mesmas amplitudes e frequências podem diferir umas das outras em fases.
Desde ω 0
=, então φ = ω 0
T = 2π
... A proporção mostra que parte do período se passou desde o início das oscilações. Qualquer valor de tempo expresso em frações de um período corresponde a um valor de fase expresso em radianos. Então, após o tempo t = 
(trimestre de período) φ = 
, após metade do período φ = π, após todo o período φ = 2π, etc. Você pode representar graficamente a dependência
carregue não a partir do tempo, mas da fase. A figura mostra o mesmo cosseno da anterior, mas o eixo horizontal é plotado em vez do tempo
valores diferentes da fase φ.
Correspondência entre grandezas mecânicas e elétricas em processos oscilatórios
Quantidades mecânicas
Tarefas.942(932). A carga inicial transmitida ao capacitor do circuito oscilatório foi reduzida em 2 vezes. Quantas vezes mudou: a) amplitude da tensão; b) a amplitude da intensidade da corrente;
c) a energia total do campo elétrico do capacitor e campo magnético bobinas?
943(933). Com um aumento na tensão no capacitor do circuito oscilante em 20 V, a amplitude da corrente aumentou em 2 vezes. Encontre a tensão inicial.
945(935). O circuito oscilante consiste em um capacitor com capacidade de C = 400 pF e uma bobina com indutância eu = 10 mH. Encontre a amplitude da corrente I t , se a amplitude das flutuações de tensão U t = 500 V.
952(942). Depois de que horas (em frações do período t / T) no capacitor do circuito oscilatório pela primeira vez haverá uma carga igual à metade do valor da amplitude?
957(947). Que tipo de indutor deve ser incluído no circuito oscilatório para obter uma frequência de oscilação livre de 10 MHz com um capacitor de 50 pF?
Circuito oscilatório. Período de oscilação livre.
1. Após a carga ter sido transmitida ao capacitor do circuito oscilatório q = 10 -5 C, oscilações amortecidas apareceram no circuito. Quanto calor será liberado no circuito quando as oscilações nele forem completamente amortecidas? A capacitância do capacitor é C = 0,01μF.
2. O circuito oscilante consiste em um capacitor de 400nF e uma bobina de indutância de 9μH. Qual é o período de oscilações naturais do circuito?
3. Qual indutância deve ser incluída no circuito oscilante para obter um período de oscilações naturais de 2 ∙ 10 -6 s com uma capacitância de 100 pF.
4. Compare a rigidez das molas k1 / k2 de dois pêndulos com pesos de 200g e 400g respectivamente, se os períodos de suas oscilações forem iguais.
5. Sob a ação de um peso imóvel pendurado na mola, seu alongamento foi de 6,4 cm. Em seguida, a carga foi puxada para trás e solta, e como resultado começou a hesitar. Determine o período dessas flutuações.
6. Um peso foi suspenso na mola, removido de sua posição de equilíbrio e liberado. A carga começou a flutuar com um período de 0,5 s. Determine o alongamento da mola depois que a oscilação parar. Desconsidere o peso da mola.
7. Ao mesmo tempo, um pêndulo matemático faz 25 oscilações e o outro 15. Encontre seus comprimentos, se um deles é 10 cm mais curto que o outro.8. O circuito oscilante consiste em um capacitor de 10mF e um indutor de 100mH. Encontre a amplitude das flutuações de tensão se a amplitude das flutuações de corrente for 0,1A9. A indutância da bobina do circuito oscilante é 0,5mH. É necessário sintonizar este circuito para uma frequência de 1 MHz. Qual deve ser a capacidade do capacitor neste circuito?Perguntas do exame:
1. Qual das seguintes expressões determina o período de oscilações livres no circuito oscilatório? MAS.; B. 
; DENTRO. 
; G. 
; D. 2.
2
... Qual das seguintes expressões determina a frequência cíclica das oscilações livres em um circuito oscilatório? A. B. 
DENTRO. 
G. 
D. 2π
3. A figura mostra um gráfico da dependência da coordenada X de um corpo realizando oscilações harmônicas ao longo do eixo do boi no tempo. Qual é o período de oscilação do corpo?
A. 1 s; B. 2 s; B. 3 s . G. 4 p.
4. A figura mostra o perfil da onda em um determinado momento. Qual é o seu comprimento?
A. 0,1 m. B. 0,2 m. C. 2 m. D. 4 m. D. 5 m.5
... A figura mostra um gráfico da dependência da corrente através da bobina do circuito oscilante com o tempo. Qual é o período de flutuações atuais? A. 0,4 s. B. 0,3 s. B. 0,2 s. D. 0,1 s. E. Não há resposta correta entre as respostas A-D.
6. A figura mostra o perfil da onda em um determinado momento. Qual é o seu comprimento?
A. 0,2 m B. 0,4 m C. 4 m D. 8 m D. 12 m.
7. As oscilações elétricas no circuito oscilatório são dadas pela equação q = 10 -2 ∙ cos 20t (Cl).
Qual é a amplitude das oscilações de carga?
MAS . 10 -2 Cl. B.cos 20t Cl. B.20t Cl. D.20 Cl. D. Entre as respostas A-D, não há nenhuma correta.
8. Quando vibrações harmônicas ao longo do eixo ОХ, a coordenada do corpo muda de acordo com a lei X = 0,2 cos (5t + 
) Qual é a amplitude das vibrações do corpo?
A. Hmm; B. 0,2 m; B. cos (5t +) m; (5t +) m; D. m
9. A frequência de oscilação da fonte de onda é 0,2 s -1, a velocidade de propagação da onda é 10 m / s. Qual é o comprimento de onda? A. 0,02 m B. 2 m C. 50 m.
D. Pela condição do problema, é impossível determinar o comprimento de onda. E. Não há uma resposta correta entre as respostas A-D.
10. Comprimento de onda 40 m, velocidade de propagação 20 m / s. Qual é a frequência de oscilação da fonte de onda?
A. 0,5 s -1. B. 2 s -1. H. 800 s -1.
D. Pela condição do problema, é impossível determinar a frequência de oscilação da fonte de onda.
E. Não há resposta correta entre as respostas A-D.
3
Se compararmos a Fig. 50 com fig. 17, que mostra as vibrações de um corpo sobre molas, é fácil estabelecer uma grande semelhança em todas as etapas do processo. É possível compor uma espécie de "dicionário" com o qual a descrição das vibrações elétricas pode ser imediatamente traduzida em uma descrição das mecânicas e vice-versa. Aqui está este dicionário.
Tente reler o parágrafo anterior com este "dicionário". No momento inicial, o capacitor é carregado (o corpo é rejeitado), ou seja, o sistema é alimentado com um suprimento de energia elétrica (potencial). Uma corrente começa a fluir (o corpo adquire velocidade), após um quarto de período a corrente e a energia magnética são maiores, e o capacitor é descarregado, a carga sobre ele é zero (a velocidade do corpo e sua energia cinética o maior, e o corpo passa pela posição de equilíbrio), etc.
Observe que a carga inicial no capacitor e, portanto, a voltagem através dele é criada pela força eletromotriz da bateria. Por outro lado, a deflexão inicial do corpo é criada por uma força aplicada de fora. Assim, a força atuando em um sistema oscilatório mecânico desempenha um papel semelhante à força eletromotriz atuando em um sistema oscilatório elétrico. Nosso "dicionário" pode, portanto, ser complementado por outra "tradução":
7) força, 7) força eletromotriz.
A semelhança das leis de ambos os processos vai além. As vibrações mecânicas amortecem devido ao atrito: a cada vibração, parte da energia é convertida em calor devido ao atrito, de modo que a amplitude se torna cada vez menor. Da mesma forma, a cada recarga do capacitor, parte da energia da corrente é convertida em calor liberado devido à presença de resistência no fio da bobina. Portanto, as oscilações elétricas no circuito também são amortecidas. A resistência desempenha o mesmo papel para as vibrações elétricas que o atrito desempenha para as vibrações mecânicas.
Em 1853. O físico inglês William Thomson (Lord Kelvin, 1824-1907) mostrou teoricamente que as oscilações elétricas naturais em um circuito que consiste em um capacitor e um indutor são harmônicas, e seu período é expresso pela fórmula
(- em Henry, - em Farads, - em segundos). Esta fórmula simples e muito importante é chamada de fórmula de Thomson. Os próprios circuitos oscilatórios com capacitância e indutância também são chamados de circuitos Thomson, já que Thomson foi o primeiro a apresentar a teoria das oscilações elétricas em tais circuitos. Recentemente, o termo "-contour" é cada vez mais usado (e da mesma forma, "-contour", "-contour", etc.).
Comparando a fórmula de Thomson com a fórmula que determina o período de oscilações harmônicas de um pêndulo elástico (§ 9), vemos que a massa corporal desempenha o mesmo papel que a indutância, e a rigidez da mola desempenha o mesmo papel que o recíproco da capacitância (). Assim, em nosso "dicionário", a segunda linha pode ser escrita assim:
2) a rigidez da mola 2) o recíproco da capacitância do capacitor.
Ao escolher diferentes e, você pode obter quaisquer períodos de oscilações elétricas. Naturalmente, dependendo do período de oscilações elétricas, é necessário usar jeitos diferentes sua observação e registro (oscilografia). Se tomarmos, por exemplo, e, o período será
ou seja, as oscilações ocorrerão com uma frequência de cerca de. Este é um exemplo de vibrações elétricas com frequências na faixa de áudio. Essas vibrações podem ser ouvidas com um telefone e registradas em um osciloscópio de loop. Um osciloscópio eletrônico permite que você obtenha uma varredura dessas e das oscilações de frequência mais alta. A engenharia de rádio usa oscilações extremamente rápidas - com frequências de muitos milhões de hertz. Um osciloscópio eletrônico nos permite observar sua forma, assim como podemos ver a forma de um pêndulo usando o traço de um pêndulo em uma placa fumê (§ 3). A oscilografia de oscilações elétricas livres com uma única excitação do circuito oscilatório geralmente não é usada. O fato é que o estado de equilíbrio do circuito se estabelece em apenas alguns períodos, ou, na melhor das hipóteses, em várias dezenas de períodos (dependendo da relação entre a indutância do circuito, sua capacitância e resistência). Se, digamos, o processo de decaimento praticamente termina em 20 períodos, então no exemplo acima de um circuito com períodos em toda a explosão de oscilações livres ele levará apenas e será muito difícil acompanhar o oscilograma com um visual simples observação. O problema é facilmente resolvido se todo o processo - da excitação das oscilações à sua extinção quase completa - for repetido periodicamente. Ao tornar a tensão de varredura do osciloscópio eletrônico também periódica e síncrona com o processo de excitação das oscilações, forçaremos o feixe de elétrons a "desenhar" repetidamente o mesmo oscilograma no mesmo lugar da tela. Com uma repetição suficientemente frequente, a imagem observada na tela geralmente parecerá ininterrupta, ou seja, ficaremos sentados numa curva imóvel e imutável, uma ideia que é dada na Fig. 49, b.
No circuito com um interruptor mostrado na fig. 49, a, a repetição múltipla do processo pode ser obtida simplesmente girando periodicamente a chave de uma posição para outra.
A engenharia de rádio tem pelos mesmos métodos de comutação elétrica muito mais sofisticados e rápidos, usando circuitos com tubos eletrônicos. Mas mesmo antes da invenção tubos eletrônicos foi inventada uma maneira engenhosa de repetir periodicamente a excitação de oscilações amortecidas em um circuito, com base no uso de uma carga de faísca. Em vista da simplicidade e clareza desse método, iremos nos alongar sobre ele com mais detalhes.
FIG. 51. Esquema de excitação de faísca de oscilações no circuito
O circuito oscilante é interrompido por uma pequena folga (centelha 1), cujas extremidades estão conectadas ao enrolamento secundário do transformador elevador 2 (Fig. 51). A corrente do transformador carrega o capacitor 3 até que a tensão através do centelhador seja igual à tensão de ruptura (ver Volume II, §93). Nesse momento, ocorre uma descarga de centelha no centelhador, que fecha o circuito, pois a coluna de gás altamente ionizado no canal de centelha conduz a corrente quase tão bem quanto o metal. Em tal circuito fechado, oscilações elétricas ocorrerão, conforme descrito acima. Enquanto a centelha conduz bem a corrente, o enrolamento secundário do transformador é praticamente curto-circuitado por uma faísca, de forma que toda a tensão do transformador cai em seu enrolamento secundário, cuja resistência é muito maior que a da centelha. Conseqüentemente, com uma centelha bem condutora, o transformador praticamente não fornece energia ao circuito. Pelo fato do circuito ter resistência, parte da energia vibracional é gasta no calor Joule, bem como em processos na centelha, as oscilações amortecem e após um curto espaço de tempo as amplitudes da corrente e tensão caem tanto que o a faísca apaga-se. Em seguida, as vibrações elétricas são interrompidas. A partir desse ponto, o transformador carrega novamente o capacitor até que ocorra novamente uma quebra e todo o processo se repita (Fig. 52). Assim, a formação de uma centelha e sua extinção desempenham o papel de uma chave automática, que garante a repetição do processo oscilatório.
FIG. 52. A curva a) mostra como a alta tensão muda no enrolamento secundário aberto do transformador. Naqueles momentos em que esta tensão atinge a tensão de ruptura, uma faísca salta no centelhador, o circuito fecha, um lampejo de oscilações amortecidas é obtido - curvas b)
Tomsono virpesių formulė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. A fórmula de Thomson vok. Thomsonsche Schwingungsformel, f rus. Fórmula de Thomson, f pranc. formule de Thomson, f ... Fizikos terminų žodynas
Dependência da seção transversal de espalhamento diferencial no ângulo de espalhamento para diferentes valores de energias de fótons. Klein Nishin formula uma fórmula que descreve ... Wikipedia
- [em nome do inglês. física W. Thomson (W. Thomson; 1824 1907)] f la, expressando a dependência do período T de oscilações naturais sustentadas em um circuito oscilatório em seus parâmetros de indutância L e capacitância C: T = 2PI raiz de LC (aqui L em H, C em F ... Grande Dicionário Enciclopédico Politécnico
O efeito Thomson é um dos fenômenos termoelétricos, que consiste no fato de que em um condutor homogêneo aquecido de forma desigual com corrente contínua, além do calor liberado de acordo com a lei de Joule Lenz, no volume ... ... Wikipedia
Expressão para differenti. seções transversais ds para espalhamento de um fóton por um elétron (ver efeito Compton). Para o laboratório. sistema de coordenadas onde as frequências do fóton incidente e espalhado, o elemento de ângulo sólido para o fóton espalhado, o ângulo de espalhamento, o parâmetro r0 = e ... Enciclopédia física
- (Thomson) (em 1892 por méritos científicos recebeu o título de Barão Kelvin, Kelvin) (1824 1907), físico inglês, membro (1851) e presidente (1890 1895) da Royal Society de Londres, membro correspondente estrangeiro (1877) e membro honorário estrangeiro ... ... dicionário enciclopédico
- (Thomson, William), Lord Kelvin (1824 1907), físico inglês, um dos fundadores da termodinâmica. Nasceu em Belfast (Irlanda) em 26 de junho de 1824. Começou a assistir às palestras de seu pai, professor de matemática na Universidade de Glasgow, aos 8 anos de idade, e aos 10 começou ... ... Collier's Encyclopedia
I Thomson Alexander Ivanovich, lingüista russo soviético, membro correspondente da Academia de Ciências de Petersburgo (1910). Graduado pela Universidade de São Petersburgo (1882). Professor da Universidade Novorossiysk ...
Thomson, Lord Kelvin William (26.6.1824, Belfast, - 17.12.1907, Largs, perto de Glasgow; enterrado em Londres), físico inglês, um dos fundadores da termodinâmica e da teoria cinética dos gases, membro da Royal Society of London ( a partir de … Grande Enciclopédia Soviética
- (Thomson, Joseph John) (1856 1940), físico inglês, homenageado premio Nobel em Física 1906 pelo trabalho que levou à descoberta do elétron. Nasceu em 18 de dezembro de 1856 no subúrbio de Manchester, Cheetham Hill. Aos 14 anos ele entrou na Owens ... ... Collier's Encyclopedia
O principal dispositivo que determina a frequência de operação de qualquer alternador é um circuito oscilatório. O circuito oscilante (Fig. 1) consiste em um indutor eu(considere o caso ideal quando a bobina não tem uma resistência ôhmica) e um capacitor C e é chamado de fechado. A característica da bobina é a indutância, é denotada eu e é medido em Henry (H), o capacitor é caracterizado pela capacidade C, que é medido em farads (F).
Seja no momento inicial do tempo o capacitor é carregado de tal forma (Fig. 1) que em uma de suas placas há uma carga + Q 0, e por outro - cobrar - Q 0 Nesse caso, um campo elétrico é formado entre as placas do capacitor, que possui a energia
onde é a amplitude (máxima) da tensão ou diferença de potencial entre as placas do capacitor.
Após o fechamento do circuito, o capacitor começa a descarregar e uma corrente elétrica flui pelo circuito (Fig. 2), cujo valor aumenta de zero ao valor máximo. Como uma corrente alternada flui no circuito, uma EMF de auto-indução é induzida na bobina, o que impede o capacitor de descarregar. Portanto, o processo de descarga do capacitor não ocorre instantaneamente, mas gradualmente. A cada momento no tempo, a diferença de potencial entre as placas do capacitor
(onde está a carga do capacitor em este momento tempo) é igual à diferença de potencial através da bobina, ou seja, é igual ao EMF de auto-indução
| Figura 1 | Figura 2 |
Quando o capacitor está completamente descarregado e a corrente na bobina atinge seu valor máximo (Fig. 3). A indução do campo magnético da bobina neste momento também é máxima, e a energia do campo magnético será igual a
Então, a intensidade da corrente começa a diminuir e a carga se acumula nas placas do capacitor (Fig. 4). Quando a corrente diminui para zero, a carga do capacitor atingirá seu valor máximo Q 0, mas a placa, anteriormente carregada positivamente, agora será carregada negativamente (Fig. 5). Em seguida, o capacitor começa a descarregar novamente e a corrente no circuito fluirá na direção oposta.
Portanto, o processo de fluxo de carga de uma placa do capacitor para outra através do indutor é repetido continuamente. Dizem que no circuito ocorrem vibrações eletromagnéticas... Esse processo está associado não apenas a flutuações na magnitude da carga e da tensão no capacitor, a corrente na bobina, mas também à transferência de energia do campo elétrico para o magnético e vice-versa.
| Fig. 3 | Fig. 4 |
O capacitor será recarregado até sua tensão máxima somente se não houver perda de energia no circuito oscilatório. Esse contorno é chamado de ideal.
Em circuitos reais, ocorrem as seguintes perdas de energia:
1) perdas de calor, porque R ¹ 0;
2) perdas no dielétrico do capacitor;
3) perdas por histerese no núcleo da bobina;
4) perdas de radiação, etc. Se negligenciarmos essas perdas de energia, podemos escrever isso, ou seja,
As oscilações que ocorrem em um circuito oscilatório ideal em que esta condição é satisfeita são chamadas gratuitamente, ou ter, oscilações do contorno.
Neste caso, a tensão você(e cobrar Q) nas mudanças de capacitor de acordo com a lei harmônica:
onde n é a frequência natural do circuito oscilante, w 0 = 2pn é a frequência natural (circular) do circuito oscilante. A frequência das oscilações eletromagnéticas no circuito é definida como
Período T- o tempo durante o qual uma oscilação completa da tensão através do capacitor e a corrente no circuito é realizada pela fórmula Thomson
A corrente no circuito também muda harmonicamente, mas fica atrás da tensão em fase por. Portanto, a dependência da corrente do circuito em relação ao tempo terá a forma
A Figura 6 mostra gráficos de mudanças de tensão você no capacitor e corrente eu na bobina para um circuito oscilatório perfeito.
Em um circuito real, a energia diminuirá a cada oscilação. As amplitudes da tensão através do capacitor e da corrente no circuito diminuirão, tais oscilações são chamadas de amortecidas. Eles não podem ser usados em osciladores mestres, porque o dispositivo irá operar em modo pulsado, na melhor das hipóteses.
| Fig. 5 | Fig. 6 |
Para obter oscilações sustentadas, é necessário compensar as perdas de energia em uma ampla variedade de frequências de operação de dispositivos, incluindo aqueles usados na medicina.