第十四章 电磁波 2 电磁振荡：26张PPT

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第十四章 电磁波
第二节 电磁振荡
演示实验
实验电路图：
请同学们仔细观察实验思考下面问题：
电流表指针为什么摆动？
往复摆动说明通过G的电流有什么特点？
大小和方向都做周期性变化的电流叫做振荡电流
能够产生振荡电流的电路叫做振荡电路
2、振荡电路： zxxk
(2)理想的LC振荡电路:只考虑电感、电容的作用，而忽略能量损耗
(1)LC回路：由线圈L和电容C组成的最简单振荡电路。
(一).几个基本概念
LC振荡电路中存在哪些类型的能量？能量是否存在损失？
电容器
具有充、
放电作用
线圈
具有自
感作用
UC＝UL＝εL
UC
UL
εL
电场能
电场线密度
电容器带电量q
电容器极板间电压u
电场强度E
与电场能有关的因素：
与磁场能有关的因素：
磁场能
磁感线密度
磁感强度B
线圈中电流 i
电磁振荡的产生过程：
q=Qm i=0
(1)、两个物理过程：
放电过程；电场能转化为磁场能，q↓→ i↑
充电过程：磁场能转化为电场能，q↑ → i↓
充电完毕状态：磁场能向电场能转化完毕，电场能最大，磁场能最小。
放电完毕状态：电场能向磁场能转化完毕，磁场能最大，电场能最小。
LC回路工作过程具有对称性和周期性，可归结为：
(2)、两个特殊状态：
1、电磁振荡的特点：
(三)、电磁振荡的变化规律：
(1)总能量守恒＝电场能＋磁场能＝恒量
电场能
磁场能
放电
充电
2、电磁振荡的变化规律：
(2)电场能与磁场能交替转化学科网
电容器电压ｕ
电容器带电量ｑ
电路中电流ｉ
同步变化
同步变化
步调相反
(3)变化规律的图象描述：
电磁振荡：
在振荡电路产生振荡电流的过程中，电容器极板上的电荷、通过线圈的电流，以及跟电荷和电流相联系的电场和磁场都发生周期性的变化，这种现象叫电磁振荡。
二、阻尼振荡和无阻尼振荡
　　 2．阻尼振荡：任何电磁振荡电路中，总存在能量损耗，使振荡电流的振幅逐渐减小，这种振荡叫做阻尼振荡，或叫做减幅振荡．
1．无阻尼振荡：在电磁振荡中，如果没有能量损失，振荡电流的振幅保持不变，这种振荡叫做无阻尼振荡，也叫做等幅振荡．
如果能够适时地把能量补充到振荡电路中，用来补偿电路中的能量损耗，在振荡电路中也可以得到振幅不变的等幅振荡。
实际中需要的等幅振荡是用振荡器来产生的，振荡器靠晶体管（或电子管）周期性地把电源的能量补充到振荡电路中去。
说明
三、电磁振荡的周期和频率
1．周期和频率：电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间叫做周期，一秒钟内完成周期变化的次数叫做频率．
LC回路的周期和频率：
由回路本身的特性决定．这种由振荡回路本身特性所决定的振荡周期（或频率）叫做振荡电路的固有周期（或固有频率），简称振荡电路的周期（或频率）．
2．在一个周期内，振荡电流的方向改变两次；电场能（或磁场能）完成两次周期性变化．
LC电路的周期（频率）与哪些因素有关？
电容较大时，电容器充电、放电的时间长些还是短些？线圈的自感系数较大时，电容器充电、放电时间长些还是短些？
根据上面的讨论结果，定性地讲，LC电路的周期（频率）与电容C、电感L的大小有什么关系？
思考与讨论
理论推导：
3、LC回路的周期和频率公式
　（1）式中各物理量T、L、C、f的单位分别是s、H、F、Hz．
　（2）适当地选择电容器和线圈，可使振荡电路物周期和频率符合我们的需要．
例1： 对振荡电路，下列说法正确的是（ ）
解析：
所以，正确选项为C．D．
例2：如图所示的振荡电路中，某时刻线圈中磁场方向向上，且电路的电流正在增强则此时 （ ）
　　A．a点电势比b点低
　　B．电容器两极板间场强正在减小
　　C．电路中电场能正在增大
　　D．线圈中感应电动势正在减小
解析：
　　　因为电路中电流正在增强，所以电容器处于放电过程，极板上的电荷不断减少，两板间的场强正不断减小，电场能也不断减小，由安培定则可判断断得此时电容器放电的电流方向由b经线圈到a，电容器的下板带正电、上极带负电，所以b点电势高于a点电势，电流增大时，电流的变化率（磁通量的变化率）减小，所以线圈中的自感电动势在减小．
　　正确选项为A、B、D．
小结：
LC振荡电路中的振荡电流按正弦规律变化，电路的状态与相应的物理量对应.
电磁振荡分阻尼振荡和无阻尼振荡．
　LC振荡电路中电磁振荡的固有周期回路的周期
谢谢!