Файл: Михайлов, Ю. Я. Электромагнитные колебания лекции.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 03.11.2024

Просмотров: 44

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

контурами, генератору придется при той же затрате мощности преодолевать электродвижущую силу взаимной индукции между контурами и тепловые потери во втором контуре, в результате чего сила тока в первом контуре уменьшится до некоторой ве-*

личины

 

і 1 .

 

Пусть

в обоих контурах происходят вынужденные колебания

с частотой

со

и в них установились силы токов соотвѳтст-

венно

і і

и

і& . Определим величину амплитуды силы то­

ка

в

первом контуре. Для этого составим уравнения Кирх­

гофа для обоих контуров, учтя электродвижущую силу взаим­

ной индукции.

Эти уравнения будут иметь вид:

 

d i,

d is

+Ь < Ж

d i +М d t

 

 

(з)

VS

 

TJ-/S

Если генератор в первом контуре развивает синусоидаль­ ную электродвижущую силу é , то токи і 4 и могут быть представлены в символической форме:

Подставляя величины 3, и Зл в усавнения (Я) « »опоииная, что дифференцированиё этих величин по времени сводит­ ся к их умножению на Jco , а интегрирование - к умножению на - і/оо , после группировки членов уравнений получаем:

54


Обозначая реактивные сопротивления контуров через

и Х£

,

а сопротивление связи через

Х св , приведем урав­

нения

к

виду:

 

 

 

( Я + Д ,) +

“<з ;

Из второго уравнения находим амплитуду силы тока :

ös - ~à

Іса

4

■ (4)

 

 

 

Подставляя это выражение доя

Ù£ . в первое уравнение

системы, найдем зависимость ^

от (£;

 

 

 

л

 

 

Если в третьем слагаемом левой части равенства освобо­ диться от комплексного выражения в знаменателе путем умно­ жения знаменателя и числителя на сопряженное выражение

р —і X * , то в знаменателе получится квадрат модуля

полного сопротивления второго контура z£ “P*

и тогда после группировки членов и простых преобразований получим:

выражение, стоящее в скобках, имеет размерность сопро­ тивления. Оно называется эквивалентным и учитывает дейст­ вие второго контура на первый. Обозначая его через Zfg,

иожем написать уравнение (Ь) в виде:

55

Если в уравнении ( 5) перейти к модулю амплитуды силы тока, то получим:

.. (6)

3 -

Уравнения (5) и (6) показывают, что система двух связан­ ных контуров мохѳт быть заменена одиночным контуром с экви­ валентным активным .сопротивлением

 

 

 

 

 

(7)

и эквивалентным реактивным

сопротивлением

 

 

 

 

 

 

 

(«)

Стоячие

в правых частях

формул(7)и(8)

rf

и Ху

наываются

собственными активны»

и реактивным

сопротивле­

ниями контура, а величины

внесенными активным и реактивным сопротивлениями. Эти со­ противления появляются в первом контуре в результате реак­ ции второго. Первый контур долаен затрачивать некоторую

56


дополнительную энергию для поддержания колебаний во вто­ рой. Эквивалентное сопротивление первого контура можно представить в виде:

или

Из

формул

(7)

и

(8)

видно,

что всегда

Р13 > ггі

,

а

X может быть больше

или меньше X

 

зависимости

от

на-

13

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

стройки контуров и частоты генератора.

 

 

 

 

Пример I .

Найти параметры контура,

эквивалентного двум

связанным

контурам,

имеющим параметры

С = 900 CM,^ = 7 5 0 CM,

Г 2

Ом,

/^

= 5

Ом

и К - 0 ,3 . Длина

волны генератора

пер­

вого

контура

А

= 940 ы. Первый контур настроен на длину,

волны

Х і = 1000

ы,

второй -

Х £ = 900

м.

 

 

Решение.

I .

Так

как

 

 

 

 

 

 

то

І47TèÇ/0*éS00~Г~2&тГ .

Точно так ге

_ г

g ю

н

900

 

Г*2?4мкГ.

2 , взаимная индуктивность контуров равна:

М=к

=0,3 {Ш Гт м кГ ~0ЪмкГ.

Ъ1


3 . Частота

генератора

равна:

 

 

 

 

 

 

 

2 Т с

2Ж5г-$Ъ-Ю10

I

 

 

 

 

 

 

_/

я

б

0/

 

 

ü) = - j —

= —

-----р а д /с

~ 2 Ч 0 р а д /с .

 

 

 

X

~

ІКО

 

 

 

 

 

4 .

Квадрат

модуля сопротивления второго

контура

 

4

«

 

 

 

 

-^ Л «Ѵя»ом?

5 . Активное сопротивление эквивалентного контура

равно:

 

f:

 

 

 

 

 

 

Ом - <? Ö*.

 

+ ^ р г - г , -+2

 

 

 

 

6 .

Реактивное сопротивление

эквивалентного

контура

Х „ - Х , ~

ы ‘М

\

(

. _ J

\ ы ‘м ‘/ ,

/ \

~ЕТ

 

 

 

сое,)

г /

^

« < ij‘

 

 

г /

 

 

 

 

 

н

 

 

 

 

 

 

н

■щн6‘г-ю -

940

 

 

 

 

 

 

 

 

 

гггя ~ І(п '

г

° rso-гчо-7

 

900-2/0*

 

 

 

 

 

-40Ъ

Ом.

 

 

 

 

7 .

Полное сопротивление

эквивалентного

контура

 

 

 

 

2 13ч г - і б 5 } ,

 

 

 

 

а его

модуль

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 э =Ѵ/2+463г =463 Ом.

58


Таким образом, два связанных контура в данном примере можно заменить одним эквивалентным с активным сопротивле­ нием 53 Он и реактивным 589 Ом (рис.2 7 ). К собственному

активному сопротивлению контура добавляется 51 Ом и реак­ тивному 527 Ом что при данной частоте соответствует ин­ дуктивности 264 МКГ.

§ 3 . Резонансные частоты эквивалентного контура

Из формулы (6) этой главы вытекает, что амплитуда силы тока в эквивалентном контуре <7f достигает резонансного значения, равного

ipt»

(9)

59

когда его эквивалентное реактивное сопротивление Х^э обра­ щается в нуль:

 

 

 

X

 

 

 

 

(10)

 

 

 

 

 

 

 

 

или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

со М

 

 

/

 

 

 

 

 

г

соЬг + соС2

.

(И)

Последнее выражение показывает,

что.

Х іЭ

есть

 

сложная функция частоты СО

, позтоиу при

обращении

Худ

в нуль (7у достигает

иаксииуиа не при одном, а

при

несколь­

ких ее значениях. Так как для радиочастот

 

Х£ ,

 

то равенство ( I I )

при

резонансе принимает

вид:

 

 

 

ooL.

п

согМг

=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

соС<

 

си с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приводя левую часть полученного уравнения к общему зна­

менателю и умножая почленно на выражение

ûj

 

,

полу­

чим:

 

 

 

 

'

 

 

 

U ~ £ > )

 

 

* V ,

к С, ц с ,

■ = о ,

 

 

 

или

 

 

 

 

 

 

 

 

(і- к г)со4 -(tof.+tof) cJ+cj*coa “ 0.

 

(12)

Обозначая корни этого биквадратного уравнения через

Q

и учитывая, что

Q = -0

, находим:

 

 

 

 

60