ऑसिलेटर सर्किट

परिपूर्ण कॅपेसिटर आणि कॉइल. दोलन कसे होतात, जेव्हा कॉइलचे चुंबकीय क्षेत्र वाढते आणि अदृश्य होते तेव्हा इलेक्ट्रॉन कुठे हलतात.

एक ऑसीलेटिंग सर्किट एक बंद इलेक्ट्रिकल सर्किट आहे ज्यामध्ये कॉइल आणि कॅपेसिटर असते. L अक्षराने कॉइलचे इंडक्टन्स आणि C अक्षराने कॅपेसिटरची विद्युत क्षमता दर्शवू. एक दोलन सर्किट ही सर्वात सोपी विद्युत प्रणाली आहे ज्यामध्ये मुक्त हार्मोनिक इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक दोलन होऊ शकतात.

अर्थात, रिअल ऑसीलेटिंग सर्किटमध्ये नेहमी केवळ कॅपेसिटन्स C आणि इंडक्टन्स L नसतात, तर कनेक्टिंग वायर देखील असतात, ज्यामध्ये नक्कीच सक्रिय प्रतिकार R असतो, परंतु या लेखाच्या व्याप्तीच्या बाहेर प्रतिरोध सोडू या, आपण त्याबद्दल जाणून घेऊ शकता. कंपन प्रणालीच्या गुणवत्ता घटकावरील विभागात. तर, आम्ही एक आदर्श ऑसीलेटर सर्किट मानतो आणि कॅपेसिटरने सुरुवात करतो.

समजा एक परिपूर्ण कॅपेसिटर आहे. चला बॅटरीपासून व्होल्टेज U0 वर चार्ज करूया, म्हणजे, त्याच्या प्लेट्समध्ये संभाव्य फरक U0 तयार करूया जेणेकरून ते वरच्या प्लेटवर "+" आणि खालच्या बाजूस "-" होईल, जसे सामान्यतः सूचित केले जाते.

याचा अर्थ काय? याचा अर्थ असा की बाह्य शक्तींच्या स्त्रोताच्या मदतीने, आम्ही कॅपेसिटरच्या वरच्या प्लेटमधून नकारात्मक चार्ज Q0 (इलेक्ट्रॉनचा समावेश असलेला) एक विशिष्ट भाग त्याच्या खालच्या प्लेटमध्ये हलवू. परिणामी, कॅपॅसिटरच्या खालच्या प्लेटवर जास्त प्रमाणात ऋण शुल्क दिसून येईल आणि वरच्या प्लेटमध्ये नकारात्मक शुल्काची नेमकी तितकीच उणीव असेल, म्हणजे सकारात्मक शुल्काची जास्ती. शेवटी, सुरुवातीला कॅपेसिटर चार्ज झाला नाही, याचा अर्थ त्याच्या दोन्ही प्लेट्सवरील समान चिन्हाचा चार्ज पूर्णपणे समान होता.

तर, चार्ज केलेला कॅपेसिटर, खालच्या प्लेटच्या सापेक्ष वरची प्लेट सकारात्मक चार्ज केली जाते (कारण इलेक्ट्रॉन गहाळ आहेत) आणि खालची प्लेट वरच्या प्लेटच्या सापेक्ष नकारात्मक चार्ज केली जाते. तत्त्वतः, इतर वस्तूंसाठी, कॅपेसिटर विद्युतदृष्ट्या तटस्थ आहे, परंतु त्याच्या डायलेक्ट्रिकमध्ये एक विद्युत क्षेत्र आहे ज्याद्वारे विरुद्ध प्लेट्सवरील विरुद्ध शुल्क परस्परसंवाद करतात, म्हणजे, ते एकमेकांना आकर्षित करतात, परंतु डायलेक्ट्रिक त्याच्या स्वभावाने. , हे होऊ देत नाही. या क्षणी, कॅपेसिटरची उर्जा जास्तीत जास्त आहे आणि ECm च्या समान आहे.

आता एक आदर्श प्रेरक घेऊ. हा मार्ग अशा वायरचा बनलेला आहे ज्याला विद्युत प्रतिरोधकपणा अजिबात नाही, म्हणजेच त्यात हस्तक्षेप न करता विद्युत शुल्क पार करण्याची योग्य क्षमता आहे. नवीन चार्ज केलेल्या कॅपेसिटरसह कॉइलला समांतर जोडू.

काय होईल? कॅपेसिटरच्या प्लेट्सवरील चार्जेस, पूर्वीप्रमाणेच, परस्परसंबंधित असतात, एकमेकांना आकर्षित करतात, - खालच्या प्लेटमधील इलेक्ट्रॉन वरच्या बाजूस परत जातात, कारण तेथून जेव्हा कॅपेसिटर चार्ज केला जातो तेव्हा ते बलाने खालच्या बाजूस ओढले जातात. .शुल्क प्रणाली विद्युत समतोल स्थितीकडे परत जाते, आणि नंतर एक कॉइल जोडली जाते - एक तार एका सर्पिलमध्ये वळविली जाते ज्यामध्ये प्रेरकता असते (जेव्हा विद्युत प्रवाह तिच्यामधून जातो तेव्हा चुंबकीय क्षेत्राद्वारे प्रवाह बदलण्यापासून रोखण्याची क्षमता) !

लोअर प्लेटमधील इलेक्ट्रॉन्स कॉइलच्या वायरमधून कॅपेसिटरच्या वरच्या प्लेटवर जातात (आम्ही असे म्हणू शकतो की त्याच वेळी सकारात्मक चार्ज खालच्या प्लेटकडे जातो), परंतु ते लगेच तेथे सरकू शकत नाहीत.

का? कारण कॉइलमध्ये इंडक्टन्स असते आणि त्यामधून फिरणारे इलेक्ट्रॉन हे आधीच प्रवाह असतात आणि विद्युत प्रवाह म्हणजे त्याभोवती चुंबकीय क्षेत्र असणे आवश्यक असते. त्यामुळे कॉइलमध्ये जितके जास्त इलेक्ट्रॉन प्रवेश करतात तितके जास्त विद्युत् प्रवाह होतो आणि चुंबकीय क्षेत्र जितके मोठे होते. कॉइलच्या आसपास दिसते.

जेव्हा कॅपेसिटरच्या खालच्या प्लेटमधील सर्व इलेक्ट्रॉन्स कॉइलमध्ये प्रवेश करतात — त्यातील विद्युत् प्रवाह त्याच्या जास्तीत जास्त इम वर असेल, तेव्हा त्याच्या भोवतालचे चुंबकीय क्षेत्र त्याच्या कंडक्टरमध्ये असताना हलणारे चार्ज तयार करू शकणारे सर्वात मोठे असेल. या टप्प्यावर, कॅपेसिटर पूर्णपणे डिस्चार्ज केला जातो, त्याच्या प्लेट्समधील डायलेक्ट्रिकमधील विद्युत क्षेत्राची उर्जा शून्य EC0 च्या बरोबरीची असते, परंतु ही सर्व ऊर्जा आता कॉइल ELm च्या चुंबकीय क्षेत्रामध्ये समाविष्ट आहे.

आणि मग कॉइलचे चुंबकीय क्षेत्र कमी होऊ लागते कारण त्याला आधार देण्यासारखे काहीही नसते, कारण कॉइलच्या आत आणि बाहेर कोणतेही इलेक्ट्रॉन वाहत नाहीत, विद्युत प्रवाह नाही आणि कॉइलच्या सभोवतालच्या गायब होणार्‍या चुंबकीय क्षेत्रामुळे एडी इलेक्ट्रिक फील्ड तयार होते. त्याच्या वायरमध्ये जे इलेक्ट्रॉन्सना वरच्या प्लेट कॅपेसिटरवर पुढे ढकलते जिथे ते खूप उत्सुक होते.आणि त्या क्षणी जेव्हा सर्व इलेक्ट्रॉन कॅपेसिटरच्या वरच्या प्लेटवर होते, तेव्हा कॉइलचे चुंबकीय क्षेत्र शून्य EL0 च्या बरोबरीचे होते. आणि आता कॅपेसिटरला अगदी सुरुवातीला चार्ज केलेल्या विरुद्ध दिशेने चार्ज केला जातो.

कॅपेसिटरची वरची प्लेट आता नकारात्मक चार्ज केली जाते आणि खालची प्लेट सकारात्मक चार्ज केली जाते. कॉइल अजूनही जोडलेली आहे, त्याची वायर अजूनही इलेक्ट्रॉन्ससाठी एक मुक्त मार्ग प्रदान करते, परंतु कॅपेसिटरच्या प्लेट्समधील संभाव्य फरक पुन्हा लक्षात आला आहे, जरी मूळ चिन्हाच्या विरुद्ध आहे.

आणि इलेक्ट्रॉन पुन्हा कॉइलमध्ये घुसतात, विद्युत प्रवाह जास्तीत जास्त होतो, परंतु आता ते विरुद्ध दिशेने निर्देशित केले जात असल्याने, चुंबकीय क्षेत्र विरुद्ध दिशेने तयार होते आणि जेव्हा सर्व इलेक्ट्रॉन कॉइलमध्ये परत जातात (जसे ते खाली जातात) , चुंबकीय क्षेत्र यापुढे जमा होत नाही, आता ते कमी होऊ लागते आणि इलेक्ट्रॉन्स पुढे ढकलले जातात - कॅपेसिटरच्या खालच्या प्लेटवर.

आणि ज्या क्षणी कॉइलचे चुंबकीय क्षेत्र शून्याच्या बरोबरीचे झाले, ते पूर्णपणे नाहीसे झाले, - कॅपेसिटरची वरची प्लेट खालच्या भागाच्या तुलनेत पुन्हा सकारात्मक चार्ज केली जाते. कॅपेसिटरची स्थिती सुरुवातीस होती तशीच आहे. एका दोलनाचे पूर्ण चक्र आले. आणि असेच आणि पुढे.. या दोलनांचा कालावधी, कॉइलच्या इंडक्टन्सवर आणि कॅपेसिटरच्या कॅपेसिटन्सवर अवलंबून, थॉमसनच्या सूत्राद्वारे शोधता येतो: