थरथरानवाला सर्किट

सही संधारित्र और कुंडल। दोलन कैसे होते हैं, जहां कॉइल के चुंबकीय क्षेत्र के बढ़ने और गायब होने पर इलेक्ट्रॉन चलते हैं।

एक ऑसिलेटिंग सर्किट एक बंद इलेक्ट्रिकल सर्किट होता है जिसमें कॉइल और कैपेसिटर होता है। आइए हम पत्र L द्वारा कुंडल के अधिष्ठापन को निरूपित करते हैं, और अक्षर C द्वारा संधारित्र की विद्युत क्षमता। एक दोलक सर्किट विद्युत प्रणालियों में सबसे सरल है जिसमें मुक्त हार्मोनिक विद्युत चुम्बकीय दोलन हो सकते हैं।

बेशक, एक वास्तविक दोलन सर्किट में हमेशा न केवल एक कैपेसिटेंस C और एक इंडक्शन L शामिल होता है, बल्कि कनेक्टिंग वायर भी होता है, जिसमें निश्चित रूप से एक सक्रिय प्रतिरोध R होता है, लेकिन इस लेख के दायरे से प्रतिरोध को छोड़ दें, आप इसके बारे में जान सकते हैं कंपन प्रणाली के गुणवत्ता कारक पर अनुभाग में। तो, हम एक आदर्श ऑसिलेटर सर्किट पर विचार करते हैं और कैपेसिटर से शुरू करते हैं।

मान लीजिए कि एक पूर्ण संधारित्र है। आइए इसे बैटरी से वोल्टेज U0 पर चार्ज करें, यानी इसकी प्लेटों के बीच एक संभावित अंतर U0 बनाएं ताकि यह ऊपरी प्लेट पर "+" और निचले हिस्से पर "-" बन जाए, जैसा कि आमतौर पर संकेत दिया जाता है।

इसका मतलब क्या है? इसका मतलब यह है कि बाहरी बलों के स्रोत की मदद से, हम कैपेसिटर की ऊपरी प्लेट से नकारात्मक चार्ज Q0 (इलेक्ट्रॉनों से मिलकर) के एक निश्चित हिस्से को उसकी निचली प्लेट में ले जाएंगे। नतीजतन, संधारित्र की निचली प्लेट पर ऋणात्मक आवेश की अधिकता दिखाई देगी, और शीर्ष प्लेट में बिल्कुल ऋणात्मक आवेश की मात्रा नहीं होगी, जिसका अर्थ है धनात्मक आवेश की अधिकता। आखिरकार, प्रारंभ में संधारित्र को चार्ज नहीं किया गया था, जिसका अर्थ है कि इसकी दोनों प्लेटों पर एक ही चिन्ह का आवेश बिल्कुल बराबर था।

इसलिए, आवेशित संधारित्र, ऊपरी प्लेट निचली प्लेट के सापेक्ष सकारात्मक रूप से चार्ज होती है (क्योंकि इलेक्ट्रॉन गायब हैं), और निचली प्लेट ऊपरी प्लेट के सापेक्ष नकारात्मक रूप से चार्ज होती है। सिद्धांत रूप में, अन्य वस्तुओं के लिए, संधारित्र विद्युत रूप से तटस्थ होता है, लेकिन इसके ढांकता हुआ के अंदर एक विद्युत क्षेत्र होता है जिसके माध्यम से विपरीत प्लेटों पर विपरीत आवेश परस्पर क्रिया करते हैं, अर्थात्, वे एक दूसरे को आकर्षित करते हैं, लेकिन ढांकता हुआ, इसकी प्रकृति से , ऐसा होने नहीं देता। इस समय, संधारित्र की ऊर्जा अधिकतम होती है और ईसीएम के बराबर होती है।

आइए अब हम एक आदर्श प्रेरक लें। पथ एक ऐसे तार से बना है जिसका कोई विद्युत प्रतिरोध नहीं है, अर्थात इसमें बिना किसी हस्तक्षेप के विद्युत आवेश को पारित करने की पूर्ण क्षमता है। आइए नए चार्ज कैपेसिटर के साथ कॉइल को समानांतर में कनेक्ट करें।

क्या हो जाएगा? संधारित्र की प्लेटों पर आवेश, पहले की तरह, परस्पर क्रिया करते हैं, एक दूसरे को आकर्षित करते हैं, - निचली प्लेट से इलेक्ट्रॉन ऊपरी भाग में लौटते हैं, क्योंकि वहां से उन्हें बल द्वारा नीचे की ओर खींचा जाता है जब संधारित्र को चार्ज किया जाता है .आवेशों की प्रणाली विद्युत संतुलन की स्थिति में वापस आ जाती है, और फिर एक कॉइल जुड़ी होती है - एक तार एक सर्पिल में मुड़ जाता है जिसमें इंडक्शन होता है (करंट को चुंबकीय क्षेत्र द्वारा बदलने से रोकने की क्षमता जब वह करंट इससे गुजरता है) !

निचली प्लेट से इलेक्ट्रॉन कॉइल के तार के माध्यम से कैपेसिटर की ऊपरी प्लेट में जाते हैं (हम कह सकते हैं कि उसी समय पॉजिटिव चार्ज निचली प्लेट पर जाता है), लेकिन वे तुरंत वहां स्लाइड नहीं कर सकते।

क्यों? क्योंकि कॉइल में इंडक्शन है, और इसके माध्यम से चलने वाले इलेक्ट्रॉन पहले से ही करंट हैं, और क्योंकि करंट का मतलब है कि इसके चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र होना चाहिए। इसलिए जितने अधिक इलेक्ट्रॉन कॉइल में प्रवेश करते हैं, करंट उतना ही अधिक होता है, और चुंबकीय क्षेत्र जितना बड़ा होता है कुंडल के चारों ओर दिखाई देता है।

जब संधारित्र की निचली प्लेट से सभी इलेक्ट्रॉन कॉइल में प्रवेश कर जाते हैं - इसमें करंट अपने अधिकतम Im पर होगा, इसके चारों ओर का चुंबकीय क्षेत्र सबसे बड़ा होगा जो कि इसके कंडक्टर में रहते हुए इस गतिमान आवेश की मात्रा बना सकता है। इस बिंदु पर, संधारित्र पूरी तरह से छुट्टी दे दी जाती है, इसकी प्लेटों के बीच ढांकता हुआ में विद्युत क्षेत्र की ऊर्जा शून्य EC0 के बराबर होती है, लेकिन यह सारी ऊर्जा अब कुंडली ELm के चुंबकीय क्षेत्र में समाहित है।

और फिर कॉइल का चुंबकीय क्षेत्र कम होने लगता है क्योंकि इसमें सपोर्ट करने के लिए कुछ भी नहीं है, क्योंकि कॉइल के अंदर और बाहर कोई और इलेक्ट्रॉन नहीं बह रहे हैं, कोई करंट नहीं है, और कॉइल के चारों ओर गायब चुंबकीय क्षेत्र एक एड़ी विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करता है इसके तार में जो इलेक्ट्रॉनों को ऊपर की प्लेट कैपेसिटर की ओर धकेलता है जहाँ वे इतने उत्सुक थे।और उस समय जब सभी इलेक्ट्रॉन कैपेसिटर की ऊपरी प्लेट पर थे, कॉइल का चुंबकीय क्षेत्र शून्य EL0 के बराबर हो गया। और अब संधारित्र को विपरीत दिशा में चार्ज किया जाता है जो कि शुरुआत में चार्ज किया गया था।

कैपेसिटर की ऊपरी प्लेट अब नेगेटिव चार्ज हो गई है और निचली प्लेट पॉजिटिव चार्ज हो गई है। तार अभी भी जुड़ा हुआ है, इसके तार अभी भी इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह के लिए एक मुक्त मार्ग प्रदान करते हैं, लेकिन संधारित्र की प्लेटों के बीच संभावित अंतर फिर से महसूस किया जाता है, हालांकि मूल के संकेत के विपरीत।

और इलेक्ट्रॉन फिर से कॉइल में दौड़ते हैं, करंट अधिकतम हो जाता है, लेकिन चूंकि यह अब विपरीत दिशा में निर्देशित होता है, चुंबकीय क्षेत्र विपरीत दिशा में बनाया जाता है, और जब सभी इलेक्ट्रॉन कॉइल में वापस आ जाते हैं (जैसा कि वे नीचे जाते हैं) , चुंबकीय क्षेत्र अब जमा नहीं होता है, अब यह घटने लगता है, और इलेक्ट्रॉनों को आगे धकेल दिया जाता है - संधारित्र की निचली प्लेट पर।

और उस समय जब कॉइल का चुंबकीय क्षेत्र शून्य हो गया, यह पूरी तरह से गायब हो गया - कैपेसिटर की ऊपरी प्लेट को फिर से निचले हिस्से के सापेक्ष सकारात्मक रूप से चार्ज किया जाता है। कैपेसिटर की स्थिति वैसी ही है जैसी शुरुआत में थी। एक दोलन का पूरा चक्र हुआ। और इसी तरह और इसी तरह .. इन दोलनों की अवधि, कुंडली के अधिष्ठापन और संधारित्र की समाई पर निर्भर करती है, थॉमसन के सूत्र द्वारा पाई जा सकती है: