Физика ва электроника асослари

12.4. Elektromagnit tebranishlar

Zaryad miqdori, tok kuchi va kuchlanishning davriy ravishda o‘zgarishlari elektromagnit tebranishlar deyiladi. Jismni prujinaga osib, uni tebrantirish qanchalik oson bo‘lsa, elektromagnit tebranishlarni hosil qilish ham shunchalik oson. Lekin elektromagnit tebranishlarni kuzatish u qadar oson emas. Chunki kondensatorni qayta zaryadlanishini va g‘altak tokini ko‘rib bo‘lmaydi. Ustigaustak, elektromagnit tebranishlar yuqori chastotalarda sodir bo‘ladi. Bu jarayonlarni kuzatish uchun maxsus asboblar – osssilograflardan foydalaniladi.

Elektromagnit tebranishlar yuzaga keladigan tizimga tebranish konturi deyladi. Kondensator plastinkalariga ulangan g‘altak tebranish konturini tashkil qiladi va uni I.Tompson tebranish konturi ^{С L} deyiladi.

Tompson konturiga berilgan dastlabki energiya hisobiga yuzaga keladigan elektromagnit tebranishlar erkin elektromagnit tebranishlar deyiladi.
Tebranish konturida elektromagnit tebranishlar qanday sodir bo‘lishini ko‘rib chiqaylik (33-rasm).
1 К 2

E

33-rasm.
Kondensator C ni kalit K yordamida doimiy tok manbai E ga ulaymiz.
Kondensator ma’lum vaqt ichida zaryadlanadi uning plastinkalarida energiya to‘planadi.
q02 C ⋅U02
W₀= = .
2C 2
Bu yerda, q – kondensator plastinkalarida to‘plangan maksimal zaryad miqdori. U₀ – plastinkalar orasidagi maksimal kuchlanish.
Tompson konturining to‘la energiyasi
q² L ⋅ I ²
W= W₀+W_m= + . (44)
2C 2
Ko‘rilayotgan kontur uchun
C ⋅U02
W = W₀ = .
2
T
0 < t < vaqt ichida kondensatorning zaryadsizlanishi natijasida konturda
4
soat strelkasi bo‘ylab yo‘nalgan i tok hosil bo‘ladi (34-rasm).

+
–

34-rasm.
Tok kuchi g‘altakda magnit maydonini yuzaga keltiradi. Bunda Lens qoidasiga asosan g‘altakda tokning ortishiga to‘sqinlik qiluvchi o‘ziinduksiya
T
natijasida 0 < t < vaqtda EYuK hosil bo‘ladi. Kondensatorning zaryadsizlanishi
4
natijasida E elektromagnit maydon kuchlanganligi va plastinkalar orasidagi kuchlanish kamayadi. Bu o‘z navbatida elektromagnit maydon energiyasini kamayishiga olib keladi. Bu energiyani kamayishi hisobiga konturdagi tok kuchi
(i) va magnit maydon induksiyasi (B) hamda g‘altakdagi magnit maydon energiyasi ortadi.
T
t= vaqt momentida kondensator to‘la zaryadsizlanadi, undagi elektromagnit
4
maydon va uning plastinkalaridagi kuchlanish yo‘qoladi.
G‘altakdagi tok, magnit maydon induksiyasi va g‘altakning magnit maydon energiyasi o‘zining yuqori qiymatiga erishadi (35-rasm).

35-rasm.

Konturning to‘la energiyasi g‘altakni magnit maydon energiyasining yuqori qiymatiga teng bo‘lib, quyidagi formula bo‘yicha hisoblanadi:
L ⋅ I02
W=W_m = ,
2
bu yerda, I₀² – konturdan oqib o‘tayotgan tok kuchining yuqori qiymati.
Tebranish konturining siklik chastotasini bilgan holda elektromagnit tebranishlar davrini aniqlash mumkin:
T= C . ( 45)
Bu formula Tompson formulasi deyladi.
Elektromagnit tebranish davri konturdagi kondensator sig‘imiga va g‘altak induktivligiga bog‘liq bo‘lib, uning tebranish chastotasi
1
f=. (46)
2 π L⋅C
C ⋅U02 L ⋅ I02
= tenglamadan foydalanib, konturdagi tok kuchi va
2 2
kuchlanishning amplitudaviy qiymatlarini topish mumkin
U₀ = I, (47)
I₀= U₀ , (48)
Vaqt o‘tishi bilan elektromagnit tebranishning amplitudasi kamayib boradigan tebranishlarga so‘nuvchi elektromagnit tebranishlar deyladi.
So‘nuvchi elektromagnit tebranishlarning tebranish davri
2π 2π
T= (49)
ω
O‘tkazgichning qarshiligi γ² = ^R , yetarlicha kichik bo‘lganligi 2L
uchun, elektromagnit tebranishlar davri T = formula yordamida aniqlanadi va
so‘nuvchi tebranishlar so‘nmaydigan elektromagnit tebranishlarga aylanadi.