Генерирование электромагнитных волн высокой частоты

Генерирование электромагнитных волн высокой частоты

Устройство, в котором создаются и поддерживаются электромагнитные колебания заданной частоты, называется генератором электромагнитных колебаний.

Основной элемент такого генератора - колебательный контур, состоящий из катушки и конденсатора.

Если соединить пластины заряженного конденсатора через катушку (рис. 18.7а), конденсатор начнет разряжаться, и через катушку пойдет электрический ток.

Генерирование электромагнитных волн высокой частоты 1 Рис. 18.7. Колебательный контур.

Вследствие явления электромагнитной индукции сила тока в катушке будет увеличиваться постепенно и достигнет максимума, когда конденсатор полностью разрядится (рис. 18.7б).

Однако из-за явления электромагнитной индукции после разрядки конденсатора ток не прекратится мгновенно: он будет продолжать течь еще некоторое время в том же направлении, снова заряжая пластины конденсатора (рис. 18.7в).

После этого весь процесс повторится в «противоположном» направлении, и колебательный контур вернется в «исходное состояние» - готовый к новым колебаниям.

Таким образом, электромагнитные колебания возникают по той же причине, что и механические колебания, то есть вследствие явления инерции: в случае электромагнитных процессов инерция обусловлена явлением электромагнитной индукции.

При электромагнитных колебаниях происходят периодические превращения энергии: энергия электрического поля превращается в энергию магнитного поля, а затем энергия магнитного поля снова превращается в энергию электрического поля.

Английский физик Дж. Дж. Томсон вывел формулу для периода электромагнитных колебаний в контуре: Генерирование электромагнитных волн высокой частоты 2 где Генерирование электромагнитных волн высокой частоты 3- индуктивность катушки, Генерирование электромагнитных волн высокой частоты 4- емкость конденсатора. Из формулы Томсона следует, что, изменяя Генерирование электромагнитных волн высокой частоты 3 и Генерирование электромагнитных волн высокой частоты 6 можно генерировать электрические колебания заданной частоты.

При излучении электромагнитных волн расходуется энергия, поэтому колебательный контур необходимо постоянно «подпитывать» энергией. С этой целью колебательный контур периодически (с частотой, равной частоте колебаний в контуре) подключается к источнику тока. Этими подключениями «управляет» сам колебательный контур с помощью электронного устройства, называемого транзистором.



Электродинамика.