Токи высокой частоты реферат
Обновлено: 05.07.2024
Токи высокой частоты имеют свои особенности. Когда такой ток течет по проводнику, то внутри проводника возникают вихревые токи, обусловленные быстрыми изменениями магнитного поля.
Эти изменения магнитного поля внутри проводника таковы, что на оси проводника вихревой ток направлен навстречу основному току, а у периферии проводника вихревой ток идет в сторону основного тока. Таким образом, ток высокой частоты по поперечному сечению проводника распределен неравномерно. Плотность тока в центре поперечного сечения проводника близка к нулю и возрастает по направлению от центра к наружной поверхности проводника.
В настоящее время токи высокой частоты получили широкое применение. Приведем несколько примеров. Для быстрого прогрева и плавления металлических тел применяются высокочастотные плавильные печи. Например, при изготовлении металлических сплавов, в состав которых входят быстро испаряющиеся вещества, плавку производят в специальных закрытых тиглях, которые помещают внутрь катушки, питаемой током высокой частоты. Вихревые токи очень быстро нагревают и расплавляют вещества в тигле.
Аналогичным образом закаливают стальные детали. Деталь на короткое время помещают внутрь катушки, питаемой током высокой частоты. Поверхностный слой детали разогревается вихревыми токами, а внутри металл остается холодным. Когда деталь извлекают из катушки, внутренняя холодная часть детали быстро отнимает тепло у сильно разогретого поверхностного слоя, он резко охлаждается и закаливается. Глубину прогрева детали можно регулировать временем выдержки детали в катушке и частотой тока. После такой закалки поверхность детали становится твердой и прочной, а внутри металл сохраняет упругость и пластичность.
Для прогрева диэлектриков их помещают внутрь конденсатора колебательного контура, где быстро изменяющееся электрическое поле приводит в колебания диполи диэлектрика. Таким способом производят также сушку древесины, пищевых продуктов; в медицине этим пользуются для прогревания больных органов человеческого тела (электродиатермия), и т. д.
Токами высокой частоты (ТВЧ) принято считать токи, для которых не выполняется условие квазистационарности, следствием чего является сильно выраженный скин-эффект. По этой причие ток протекает по поверхности проводника, не проникая в его объём. частота таких токов превышает 10000 Гц.
Чтобы получить токи с частотой более нескольких десятков килогерц используются электромашинные генераторы, в состав которых входит статор и ротор. На их обращённых друг к другу поверхностях есть зубцы, из-за взаимного перемещения которых возникает пульсация магнитного поля. Итоговая частота получаемого на выходе тока равна произведению частоты вращения ротора на число зубцов на нём.
Также для получения ТВЧ используются колебательные контуры, например, электрическая цепь, в составе которой имеется индуктивность и ёмкость. Чтобы получить ТВЧ частоты в миллиарды герц, применяются установки с полым колебательным контуром (ЛОВ, ЛБВ, магнетрон, клистрон).
Если проводник разместить в магнитном поле катушки, в которой течёт ток высокой частоты, то в проводнике возникнут большие вихревые токи, которые будут нагревать его. Температуру и интенсивность нагрева можно регулировать, изменяя ток в катушки. Благодаря этому свойству ТВЧ используют во многих областях человеческой деятельности: в индукционных печах, в металлургии для поверхностной закалки деталей, медицине, сельском хозяйстве, в бытовых приборах (микроволновые печи, различные устройства для приготовления пищи), радиосвязи, радиолокации, в телевидении и др.
Примеры использования токов высокой частоты
С помощью ТВЧ в индукционных печах можно расплавлять любые металлы. Преимущество этого вида выплавки заключается в возможности выплавки в условиях полного вакуума, когда исключается контакт с атмосферой. Это даёт возможность производить сплавы, чистые по неметаллическим включениям и ненасыщенные газами (водородом, азотом).
На закалочных станках с помощью ТВЧ удаётся выполнять закалку стальных изделий только в поверхностном слое из-за скин эффекта. Это даёт возможность получить детали с твёрдой поверхностью, способные сопротивляться значительным нагрузкам и в то же время без снижения износостойкости и пластичности, поскольку сердцевина остаётся мягкой.
Ультравысокочастотная терапия (УВЧ-терапия) – применение с лечебной и профилактической целью воздействий на определенные участки тела непрерывным или импульсным электрическим полем ультравысокой частоты (ЭПУВЧ), возникающее в результате преобразования энергии электромагнитных волн конденсаторными пластинами. При этом магнитная составляющая существенно уменьшается. Импульсное электрическое поле УВЧ введено в лечебную практику Обросовым А. Н.
1.1 ФИЗИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
Действующий фактор УВЧ-терапии - постоянное или импульсное электрическое поле с частотой 40, 68 или 27, 12МГц, высокого напряжения свыше 20 кВ.
Работа на аппарате "УВЧ-66". Электроды помещают на патологический очаг с воздушным зазором. Переключатель "напряжение" переводят на "1", при этом загорается сигнальная лампочка. Нажимают кнопку "контроль" и, переключая "напряжение", отводят стрелку измерительного прибора в закрашенный сектор шкалы. Аппарат прогревают 2 мин и переводят переключатель "мощность" в необходимое положение. Вращением ручки "настройка" настраивают терапевтический контур в резонанс с задающим генератором, о чем свидетельствует максимальное отклонение стрелки измерительного прибора вправо и максимальное свечение неоновой лампочки, поднесенной к конденсаторным пластинам. По окончании процедуры сбрасывают мощность на ноль и выключают напряжение.
1.3 МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ПРОВЕДЕНИЯ ПРОЦЕДУРЫ
Конденсаторные пластины располагают поперечно, продольно и тангенциально. Воздушный зазор с телом больного в сумме с двух сторон 6 см Для сохранения постоянства необходимого воздушного зазора электроды (поверх войлочных или пенопластовых кружков) фиксируют повязками. При малом зазоре (0, 5 см) большая часть энергии поглощается поверхностными тканями, может произойти ожог кожи. Расстояние между пластинами при продольном расположении пластин не более их диаметра и не менее радиуса. При ЛОР-патологии и на глаза используют продольную или тангенциальную методику. Диаметр конденсаторной пластины подбирают в зависимости от величины патологического очага.
1.4 МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ ФАКТОРА
Физико-химические эффекты: в действии УВЧ проявляется тепловой и осцилляторный компоненты, причем последний более выраженный, особенно при атермических дозировках. ЭП УВЧ вызывает с такой же частотой колебания ионов, вращение дипольных молекул, поляризацию диэлектрических частиц и образование токов проводимости значительной плотности. Поляризация тканей изменяет физико-химические свойства мембран, усиливаются процессы свободнорадикального и ферментативного окисления в клетках, активируется система вторичных мессенжеров, поступательные движения ионов в интерстиции и цитозоле приводят к изменению селективной ионной проницаемости плазмолеммы. Эти процессы сопровождаются образованием внутритканевого тепла. При конденсаторной методике оказывается сквозное воздействие на все слои тканей. Однако максимум энергии поглощается в подкожном жировом слое, затем в костях, связках, фасциях, нервной ткани Там же происходит наибольшее нагревание тканей. Осцилляторных эффект наблюдается за счет переориентации молекул, в связи с чем открываются активные центры и усиливаются биохимические процессы (электрохимический эффект), изменяются кондуктивные свойства белков (конформационным изменениям подвержены глобупярные водорастворимые белки, гликолипиды, гликопротеиды и фосфолипиды), повышается их дисперсность, увеличивается число альбуминов за счет глобулинов, отщепляются аминокислоты от крупных белков с изменением рН крови в кислую сторону, что повышает онкотическое давление в крови. За счет ориентационных смещений биологических молекул с индуцированным и собственным дипольным моментом в высокочастотном электрическом поле подавляется образование свободных радикалов, стабилизируется фосфолипидный цитоскелет эозинофилов и лаброцитов, резко ограничивается выход из лизосом медиаторов воспаления.
Физиологические эффекты: изменения онкотического давления крови повышает отток жидкости в кровь из патологического очага, что лежит в основе противоотечного действия УВЧ. Электрическое поле УВЧ способствует ограничению воспалительного процесса за счет активации фагоцитов и фибробластов, усиливается коллагеногенез, разрастание соединительной ткани (гиперпластический эффект), активизируются процессы регенерации периферических нервов, роста грануляций; слаботепловые дозы приводят к уменьшению инфильтрации в ране, а тепловые - к ускорению эпителизации. УВЧ обладает также детоксикационным действием за счет бактериостатического влияния, активации фагоцитов и разрушения токсинов. Угнетение свободно-радикальных процессов способствует стабилизации мембран эндотелия сосудов, что уменьшает экссудацию и эмиграцию лейкоцитов. Ослабляя формирование антигенов и активацию В-лимфоцитов, ЭП УВЧ тормозит включение медиаторов воспаления в патохимическую стадию аллергической реакции, стимулирует гемопоэз и иммуногенез. Такие изменения особенно выражены при воздействии импульсного поля УВЧ.
При нарастании интенсивности УВЧ-колебаний вследствие возрастания амплитуды ориентационных колебательных смещений белковых молекул увеличивается частотно избирательное поглощение ими электромагнитной энергии с последующим ее преобразованием в тепловую. При этом удельная мощность теплопродукции существенно превышает метаболическую, и существующие механизмы теплоотдачи ее не компенсируют. В результате происходит нагревание облучаемых тканей в зоне воздействия на 1° С (тепловое действие УВЧ). Максимальное количество тепла образуется в тканях обедненных водой, поэтому высока чувствительность к электрическому полю УВЧ нервной, сосудистой и ретикулоэндотелиальной систем. Выделяемое тепло вызывает стойкую, длительную и глубокую гиперемию тканей. Усиление регионарного кровотока и лимфотока, повышение проницаемости тканевых барьеров, увеличение числа лейкоцитов и нарастание их фагоцитарной активности приводит к дегидратации и рассасыванию воспалительного очага и уменьшению вызванных отеком болевых ощущений. Активация стромальных элементов и увеличение дисперсности белков плазмы крови, локальный ацидоз, повышение концентрации ионов кальция и активация метаболизма в области очага поражения стимулирует пролиферативно-регенеративные процессы в соединительной ткани вокруг воспалительного очага и оказывает вторичный антибактериальный эффект. Это позволяет использовать УВЧ-терапию на различных стадиях воспалительного процесса.
Активация нейрогуморальных процессов при трансцеребральном воздействии УВЧ-поля стимулирует центральные звенья нейроэндок-ринной регуляции висцеральных функций, приводит к уменьшению содержания в крови липопротеидов низкой плотности и триглицеридов, нарастанию уровня липопротеидов высокой плотности, обладающих выраженным антиатерогенным эффектом. Активируются процессы неспецифической резистентности организма из-за высокой чувствительности к ЭП УВЧ нервно-сосудистой и ретикуло-эндотелиальной систем. Воздействие ЭП УВЧ на область головного мозга стимулирует функцию гипофизарно-надпочечниковой системы и щитовидной железы (синтез глюкокортикоидов повышается, а катехоламинов - угнетается, что приводит к снижению активности экссудативного компонента воспаления и иммунологической реактивности организма и диктует использование УВЧ у больных на фоне повышенной реактивности организма), регулирует иммунитет, влияет на процессы обмена и терморегуляцию, оказывает тонизирующее действие на парасимпатическую нервную систему. Импульсное ЭП УВЧ сводит к минимуму тепловое действие и обладает седативным эффектом при воздействии на ЦНС, оказывает выраженное тормозное действие на периферический рецепторный аппарат, центральную и вегетативную нервную систему, в связи с чем обосновано воздействие на сегментарно-рефлексогенные зоны. Воздействие на область проекции симпатических ганглиев проявляется улучшением регуляции сосудистого тонуса, нормализацией регионарной гемодинамики, спазмолитическим эффектом.
Лечебные эффекты: противовоспалительный, секреторный, противоотечный, сосудорасширяющий, миорелаксирующий, иммуносупрессивный, метаболический, седативный, тромболитический, гиперпластический.
УВЧ-терапия назначается при следующих основных синдромах: общих воспалительных изменений; интоксикационном; болевом; бронхообструктивном; дыхательной, сосудистой, сердечной, печеночной, почечной недостаточности 1-П ст.; гипертензивном; тромбофлебитическом, флеботромбоза; диспептическом; желтухи; внешнесекреторной недостаточности поджелудочной железы; дизурическом; нефротическом; мочевом; судорожном; мышечно-тоническом; Рейно; нарушения функции суставов; деформации позвоночника; кожном; нарушения целостности тканей; аллергическом; климактерическом; постклимактерическом; гипоменструальном; цефалгичес-ком; энцефалопатии; энцефаломиелопатии; гипоталамическом; полинейропатии; невропатии; дисциркуляторной энцефалопатии; вестибулярном; менингеальном; ликворной гипертензии; дискинетическом (спастическом и атоническом); отечном; цереброишемическом; гипе-радренергическом; гиперсимпатикотоническом; атрофическом; астеническом; невротическом; вегето-сосудистой дистонии; корешковом; корешково-сосудистом; рефлекторном.
Заболевания: острые гнойные (карбункул, фурункул, абсцессы, флегмоны, панариции), острые и подострые воспалительные заболевания внутренних органов, опорно-двигательного аппарата, уха, горла и носа, периферической нервной системы (бронхит, пневмония, гепатит, холецистит, язвенная болезнь, пиелонефрит, артрит, периартрит, неврит, энцефалит), отморожения, сосудистые заболевания (болезнь Рейно, облитерирующий атеросклероз сосудов конечностей), бронхиальная астма, острые травмы (растяжение, разрыв мышцы и сухожилия), неврозы (бессонница, климакс), гипертоническая болезнь 1-И стадии.
Наряду с общими, при синдромах: наличия жидкости в полости (термические дозировки), нарушения ритма сердца; гипотензивном.
Заболевания: активный туберкулез легких, выраженная гипотензия, аневризма сердца, стенокардия напряжения Ш-1У ФК, инсульт, наличие кардиостимуляторов в области воздействия, осумкованные гнойные процессы
УВЧ-терапия не проводится на мокрые повязки, при рентгенологическом исследовании в тот же день. Ограничено использование ЭП УВЧ у ликвидаторов аварии на ЧАЭС. УВЧ-терапию на область предстоящего оперативного вмешательства рекомендуется прекращать за 2 дня до него, чтобы не способствовать усилению кровоточивости тканей.
Физиологические реакции в большей степени связаны с интенсивностью применяемого поля. Поле слабой интенсивности оказывает выраженный противовоспалительный эффект, средней - хорошо стимулирует обменные процессы, большой - способствует усилению воспаления вследствие распада крупных белковых молекул с образованием отдельных аминокислот, что приводит к сдвигу рН в кислую сторону и резкому повышению тканевой проницаемости. Назначать электрическое поле УВЧ необходимо дифференцированно, учитывая тяжесть и стадию патологического процесса.
Возможные сочетания: УВЧ-индуктотермия. При работе с резонансным индуктором ЭВТ-1 выходную мощность можно устанавливать только на первую ступень в 20 Вт на УВЧ-66 и 15-30 Вт на УВЧ-30.
2. МИЛЛИМЕТРОВОЛНОВАЯ ТЕРАПИЯ
Метод миллиметроволновой терапии (ММВ-терапия) является принципиально новым методом лечения, основанным на особенностях восприятия организмом человека ЭМИ КВЧ, длина волн которого равна 4-8 мм. Применение ЭМИ КВЧ как бы имитирует естественные сигналы управления, имеющие место в живом организме в виде собственного миллиметрового когерентного ЭМИ, которое участвует в фундаментальных биологических процессах.
Для организма как саморегулирующейся системы, в некоторых случаях достаточно адекватной информации в виде ЭМИ КВЧ для устранения возникшей патологии и поддержания нормального физиологического состояния, т. е. гомеостаза организма (один из предположительных феноменов).
2.1 ФИЗИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
ММВ-юлучение это электромагнитные волны миллиметрового диапазона с частотой 53, 5 ГГц (длина волны 5, 6 мм) и 42 ГГц (7, 1 мм), "шумовой излучатель " в диапазоне 57, 2-64, 1 ГГц низкой интенсивности (10мВт/см2). КВЧ пунктура осуществляется в непрерывном и импульсном режимах, вторичная модуляция на частотах 0, 5-9, 9 Гц.
Для ММВ-терапии используются аппараты "Явь-1-5, 6", "Явь-1-7, 1" "Явь-Аленушка", "Электроника-КВЧ-101", "Инициация-2МТ", "Резонанс", ЭМИ "ГЗ-142 Порог-1", "МАВИ",
"Шлем 01-05", "Шлем 01-07", "КВОТЕР". Электрод представлен съемными рупорами диаметром 1, 2 и 3 см. Для зонального воздействия используется рупор диаметром 2 см, для трофической язвы больших размеров - не менее 3 см, при воздействии на гайморовы пазухи и БАТ - классический рупор диаметром 1 см.
2.3 МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ПРОВЕДЕНИЯ ПРОЦЕДУРЫ
Воздействие миллиметровыми волнами осуществляют на кожные проекции патологического очага, вегетативных ганглиев, двигательные точки, рефлексогенные и биологически активные зоны. Рупор излучателя-волновода устанавливают на расстоянии 2-5 мм от выбранного участка облучения. Воздействие может проводиться в непрерывном или импульсном режиме.
2.4 МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ ФАКТОРА
Физико-химические эффекты: электромагнитные волны миллиметрового диапазона из-за малой длины волны хорошо поглощаются молекулами воды, гидратированных белков и обладают низкой проникающей способностью в биологические ткани (0, 2-0, 6 мм в зависимости от отечности тканей). Излучатели-волноводы концентрируют миллиметровые волны в параллельные пучки, что определяет локальный характер их воздействия на отдельные участки тела больного.
Физиологические эффекты: миллиметровые радиоволны индуцируют «информационную перестройку структурных элементов кожи и модулируют спонтанную импульсную активность нервных проводников кожи, ее иммунные реакции. В результате возникают существенные изменения структуры восходящего импульсного потока, что приводит к активации кожно-висцеральных рефлексов. Под действием миллиметровых волн на рефлексогенные зоны и биологически активные точки изменяется активность вегетативной нервной и эндокринной систем, что ускоряет репарацию поврежденной ткани, трофику слизистой гастродуоденальной зоны, железистого аппарата кожи. ММВ-излучения активируют иммунную систему организма. ММВ-терапия способствует нормализации нарушений, возникающих на клеточном уровне (иммунологической системы, реологии крови), нормализует гемодинамику с гипотензивным эффектом, стимулирует репаративные процессы, активирует мукоцилиарный клиренс и выделение мокроты из дыхательных путей.
Электромагнитные волны миллиметрового диапазона оказывают выраженное влияние на сократительную функцию миокарда, что проявляется в увеличении фракции выброса за счет силы сердечных сокращений, нормализуется сердечный ритм, происходит гармонизация обменных процессов в миокарде. ММВ-терапия повышает неспецифическую резистентность и реактивность организма при ее воздействии, что диктует целесообразность ее использования у больных на фоне сниженной реактивности организма. Вторая фаза или следовой эффект ММВ-терапии характеризуется усилением стресс-лимитирующих антисистем (увеличение содержания антиоксидантов, простагландинов фракции Е2, инсулина).
Лечебные эффекты: нейростимулирующий, секреторный, местный болеутоляющий, трофический, антиспастический, иммуностимулирующий, седативный.
ММВ-терапия используется при следующих основных синдромах: общих воспалительных изменений; болевом; бронхо-обструктивном (за исключением бронхиальной астмы); дыхательной, сосудистой, сердечной, печеночной, почечной недостаточности 1-И ст.; гипертензивном; диспептическом; нарушения стула; внешнесекреторной недостаточности поджелудочной железы; дизурическом; нефротическом; мочевом; судорожном; мышечно-тоническом; Рейно; нарушения функции суставов; деформации позвоночника, кожном; нарушения целостности тканей; аллергическом; анемическом; гипотиреоидном; климактерическом; цефалгическом; энцефалопатии; энцефаломиелопатии; гипоталамическом; полинейропатии; невропатии; дисциркуляторной энцефалопатии; вестибулярном; менингеальном; ликворной гипертензии; дискинетическом (спастическом и атоническом); цереброишемическом; атрофическом; астеническом; невротическом; вегето-сосудистой дистонии; корешковом; корешково-сосудистом; рефлекторном.
ММВ используют при заболеваниях, причиной которых является нарушение процессов саморегуляции организма, подострые и хронические воспалительные заболевания периферической нервной системы (невралгия, неврит), органов дыхания (пневмония, бронхит), кожи (гнездная алопеция, псориаз, ограниченная склеродермия), эрозии шейки матки, консолидированные переломы костей. Используется для лечения и профилактики язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки у больных на фоне сниженной реактивности организма, для стимуляции кроветворения у онкологических больных после химиотерапии и хирургического вмешательства.
Общие и при синдромах: общих острых воспалительных изменений; нарушения ритма сердца; гипотензивном; тромбофлебитическом; гипертиреоидном; кожном; отечном.
Заболевания: тиреотоксикоз, гипотоническая болезнь. Запрещается воздействовать КВЧ-излучением на пигментные пятна, невусы, ангиомы из-за биостимулирующего действия излучения. КВЧ не показано при клинике "острого живота", неотложных состояниях, инфаркте миокарда, наличии у пациента искусственного водителя ритма сердца, беременности, тромбозах и эмболиях, вегеталгиях, нейродермите, бронхиальной астме на фоне гиперреактивности организма.
При ММВ-терапии излучатель с диэлектрической насадкой располагают контактно в области нижней трети грудины, задней поверхности шеи или биологически активной точки, затем индивидуально подстраивают частоту. Интенсивность от 1 до 12 мВт/см2, при воздействии на корпоральные точки мощность излучения — не более 7 мВт, на аурикулярные — 5 мВт/см2, длительность процедуры по всем точкам 10-20 минут (на одну корпоральную точку - не более 10 минут, аурикулярную 2-5 минуты), ежедневно или через день. Время воздействия на одну зону в режиме контактного применения без сканирования не должно превышать 15-20 минут. Курс — 6-15 процедур. Повторный курс через 1-1, 5 месяца. При локальных воздействиях повышение температуры не превышает 0, 1° С Глубина проникновения излучения зависит от мощности и спектра ЭМИ, а также от спектральных характеристик пропускания (поглощения) зоны воздействия. Чем меньше мощность излучения, тем более поверхностным будет воздействие. Поэтому при необходимости воздействия на поверхностно расположенные очаги поражения целесообразно использовать излучение малой и средней мощности (1-3 мВт), а на глубоко расположенные - средней мощности (3-7 мВт). Причем, маломощный аппарат (до 1 мВт) мало пригоден для одновременного воздействия на большую площадь при поражении кожи. Наоборот, излучатель большой мощности не подходит для воздействия на биологически активные точки. Предварительная лазеро- и магнитопунктура с частотной модуляцией увеличивает чувствительность больного к последующей КВЧ-терапии.
2. В.М. Боголюбов, Г.Н. Пономаренко Общая физиотерапия: Учебник. – М., 1999г.
3. Л.М. Клячкин, М.Н. Виноградова Физиотерапия. – М., 1995г.
4. Г.Н. Пономаренко Физические методы лечения: Справочник. – СПб., 2002г.
5. В.С. Улащик Введение в теоретические основы физической терапии. – Минск., 1981г.
6. Клиническая физиотерапия / Под ред. В.В. Оржешковского. – Киев, 1984г.
· Режим холостого хода. Данный режим характеризуется разомкнутой вторичной цепью трансформатора, вследствие чего ток в ней не течёт. С помощью опыта холостого хода можно определить КПД трансформатора, коэффициент трансформации, а также потери в стали.
· Нагрузочный режим. Этот режим характеризуется замкнутой на нагрузке вторичной цепи трансформатора. Данный режим является основным рабочим для трансформатора.
· Режим короткого замыкания. Этот режим получается в результате замыкания вторичной цепи накоротко. С его помощью можно определить потери полезной мощности на нагрев проводов в цепи трансформатора. Это учитывается в схеме замещения реального трансформатора при помощи активного сопротивления.
28) Колебательный контур — осциллятор, представляющий собой электрическую цепь, содержащую соединённые катушку индуктивности и конденсатор. В такой цепи могут возбуждаться колебания тока и напряжения.
Принцип действия
Пусть конденсатор ёмкостью C заряжен до напряжения . Энергия, запасённая в конденсаторе составляет
При соединении конденсатора с катушкой индуктивности, в цепи потечёт ток , что вызовет в катушке электродвижущую силу (ЭДС) самоиндукции, направленную на уменьшение тока в цепи. Ток, вызванный этой ЭДС (при отсутствии потерь в индуктивности) в начальный момент будет равен току разряда конденсатора, то есть результирующий ток будет равен нулю. Магнитная энергия катушки в этот (начальный) момент равна нулю.
Затем результирующий ток в цепи будет возрастать, а энергия из конденсатора будет переходить в катушку до полного разряда конденсатора. В этот момент электрическая энергия конденсатора . Магнитная же энергия, сосредоточенная в катушке, напротив, максимальна и равна , где — индуктивность катушки,
— максимальное значение тока.
После этого начнётся перезарядка конденсатора, то есть заряд конденсатора напряжением другой полярности. Перезарядка будет проходить до тех пор, пока магнитная энергия катушки не перейдёт в электрическую энергию конденсатора. Конденсатор, в этом случае, снова будет заряжен до напряжения .
В результате в цепи возникают колебания, длительность которых будет обратно пропорциональна потерям энергии в контуре.
В общем, описанные выше процессы в параллельном колебательном контуре называются резонанс токов, что означает, что через индуктивность и ёмкость протекают токи, больше тока проходящего через весь контур, причем эти токи больше в определённое число раз, которое называется добротностью. Эти большие токи не покидают пределов контура, так как они противофазны и сами себя компенсируют. Стоит также заметить, что сопротивление параллельного колебательного контура на резонансной частоте стремится к бесконечности (в отличие от последовательного колебательного контура, сопротивление которого на резонансной частоте стремится к нулю), а это делает его незаменимым фильтром.
Стоит заметить, что помимо простого колебательного контура, есть ещё колебательные контуры первого, второго и третьего рода, что учитывают потери и имеют другие особенности.
29) Индукционный генератор переменного тока - В отличие от остальных генераторов, в основе работы индукционного генератора лежит не вращающееся магнитное поле, а пульсирующее, иначе говоря поле изменяется не в функции перемещения, а в функции времени, что в конечном счёте (наведение ЭДС) даёт такой же результат.
Конструкция индукционных генераторов предполагает размещение и постоянного поля и катушек для наведения ЭДС на статоре, ротор же остаётся свободным от обмоток, но обязательно имеет зубцовую форму, так как вся работа генератора основана на зубцовых гармониках ротора.
Токи высокой частоты и их применение.
Токи высокой частоты представляют собой такие токи, частота которых, то есть число колебаний, достигает в одну секунду одного миллиона. Данный вид токов нашел свое применение в машиностроении, где он необходим для сварки и термообработки поверхностей деталей, и в металлургии, где он используется для плавки различных металлов.
Использование токов высокой частоты вывело такие отрасли как машиностроение и металлургию на новый уровень. Термообработка деталей, проведенная при помощи токов высокого напряжения, увеличивает срок их эксплуатации, увеличивает износостойкость, прочность и твердость металла. Работа с токами высокой частоты не только делает работу более эффективной, но и значительно улучшает уровень качества получаемых изделий.
31)
Постулаты Максвелла
Первый постулат: вокруг всякого переменного магнитного поля существует вихревое электрическое поле.
Направление вихревого электрического поля определяют по правилу левого винта, если магнитное поле возрастает.
Если магнитное поле убывает, то сначала направление вихревого электрического поля определяют по правилу левого винта. Затем его меняют на противоположное - это и будет направление вихревого электрического поля для убывающего магнитного поля.
Второй постулат: вокруг всякого переменного электрического поля существует магнитное поле.
Направление линий магнитной индукции определяют по правилу правого винта, если напряженность электрического поля возрастает.
Если напряженность электрического поля убывает, то сначала направление линий магнитной индукции определяют по правилу правого винта. Затем его меняют на противоположное - это и будет направление линий магнитной индукции для убывающего электрического поля.
33) Опыт Франка — Герца — опыт, явившийся экспериментальным доказательством дискретности внутренней энергии атома. Поставлен в 1913 Дж. Франком и Г. Герцем.
На рисунке приведена схема опыта. К катоду К и сетке C1 электровакуумной трубки, наполненной парами Hg (ртути), прикладывается разность потенциалов V, ускоряющая электроны, и снимается зависимость силы тока I от V. К сетке C2 и аноду А прикладывается замедляющая разность потенциалов. Ускоренные в области I электроны испытывают соударения с атомами Hg в области II. Если энергия электронов после соударения достаточна для преодоления замедляющего потенциала в области III, то они попадут на анод. Следовательно, показания гальванометра Г зависят от потери электронами энергии при ударе.
На выходе амплитудного модулятора в этом случае должен быть получен сигнал вида:
 | (2) |
где глубина амплитудной модуляции М должна быть пропорциональна амплитуде .
В результате воздействия входного сигнала на нелинейный элемент с кусочно-линейной аппроксимацией в токе последнего появляются гармоники и комбинационные составляющие входных сигналов, а именно составляющие с частотами: Cоставляющие с частотами и образуют требуемое амплитудно-модулированное колебание. Оно должно быть выделено полосовым фильтром со средней частотой, равной несущей, и полосой пропускания, достаточной для выделения составляющих с частотами .
36) Детектирование - Преобразование электромагнитного колебания для получения напряжения или тока, величина которого определяется параметрами колебания, с целью извлечения информации, содержащейся в изменениях этих параметров
Устройство и действие простейших детекторных приемников -самый простой, базовый, вид радиоприёмника. Состоит из колебательного контура, к которому подключены антенна и заземление, и диодного (в более раннем варианте кристаллического) детектора, выполняющего демодуляцию амплитудно-модулированного сигнала. Сигнал звуковой частоты с выхода детектора, как правило, воспроизводится высокоомными наушниками.
Даже для приёма мощных радиостанций детекторный приёмник требует как можно более длинной и высоко подвешенной антенны (желательно десятки метров), а также правильного заземления. Немногие важные достоинства детекторного приёмника — он не требует источника питания, очень дешев и может быть собран из подручных средств. Подключив к выходу приемника любой внешний усилитель низкой частоты, можно получить приемник прямого усиления с гораздо лучшими параметрами. Благодаря этим преимуществам детекторные приемники широко применялись не только в первые десятилетия радиовещания
37) Распостранение радиоволн -явление переноса энергии электромагнитных колебаний в диапазоне радиочастот (см. Радиоизлучение). Разные аспекты этого явления изучаются различными техническими дисциплинами, являющимися разделами радиотехники. Наиболее общие вопросы и задачи рассматривает радиофизика. Распространение радиоволн в специальных технических объектах таких, как кабели, волноводы антенны, рассматривают специалисты по прикладной электродинамике, или специалисты по технике антенн и фидеров. Техническая дисциплина распространение радиоволн рассматривает только те задачи радиоизлучения, которые связаны с распространением радиоволн в естественных средах, то есть влияние на радиоволны поверхности Земли атмосферы и околоземного пространства, распространение радиоволн в природных водоемах, а также в техногенных ландшафтах
Виды радиоволн -
Свойства радиоволн -Распространение радиоволн в земном пространстве зависит от свойств поверхности земли и свойств атмосферы. Условия распространения радиоволн вдоль поверхности земли в значительной мере зависят от рельефа местности, электрических параметров земной поверхности и длины волны. Подобно другим волнам радиоволнам свойственна дифракция, т.е. явление огибания препятствий. Наиболее сильно дифракция сказывается в случае, когда геометрические размеры препятствий соизмеримы с длиной волны. Радиоволны, распространяющиеся у поверхности земли и частично за счет дифракции огибающие выпуклость земного шара, называются земными, или поверхностными радиоволнами.
Применение радиоволн - Для передачи различных данных, сигналов и др. информации посредством источника и приемника радиоволн. Например сотовая связь разные её стандарты работают на разных частотах радиосвязи, также WI-FI, радио ethernet и много др.
38) краткая история развития взглядов на природу света -Во второй половине XVII века были заложены основы физической оптики. Ф. Гримальди открывает явление дифракции света (огибание светом препятствий т.е. отклонение его от прямолинейного распространения) и высказывает предположение о волновой природе света. В опубликованном в 1690 г. "Трактате о свете" Х.Гюйгенсом был сформирован принцип, согласно которому каждая точка пространства, которой достигла в данный момент распространяющаяся волна, становится источником элементарных сферических волн, и на его основе вывел законы отражения и преломления света. Гюйгенсом было установлено явление поляризации света - явление, происходящее с лучом света при его отражении, преломлении (особенно при двойном преломлении) и заключающееся в том, что колебательное движение во всех точках луча происходит лишь в одной плоскости, проходящей через направление луча, тогда как в неполяризованном луче колебания происходят по всем направлениям, перпендикулярно к лучу. Гюйгенс, разработав идею Гримальди о том, что свет распространяется не только прямолинейно с преломлением и отражением, а и с разбиением (дифракция), дал объяснение всем известным оптическим явлениям. Он утверждает, что световые волны распространяются в эфире, представляющем собой пронизывающую все тела тонкую материю.
Скорость света в прозрачной среде — скорость, с которой свет распространяется в среде, отличной от вакуума. В среде, обладающей дисперсией, различают фазовую и групповую скорость.
Фазовая скорость связывает частоту и длину волны монохроматического света в среде (λ = c/ν). Эта скорость обычно (но не обязательно) меньше c. Отношение фазовой скорости света в вакууме к скорости света в среде называется показателем преломления среды. Групповая скорость света в равновесной среде всегда меньше c. Однако в неравновесных средах она может превышать c. При этом, однако, передний фронт импульса все равно двигается со скоростью, не превышающей скорости света в вакууме. В результате сверхсветовая передача информации остаётся невозможной.
40) Интерференция света — перераспределение интенсивности света в результате наложения(суперпозиции) нескольких световых волн. Это явление сопровождается чередующимися в пространстве максимумами и минимумами интенсивности. Её распределение называется интерференционной картиной.
Кольца ньютона
Другим методом получения устойчивой интерференционной картины для света служит использование воздушных прослоек, основанное на одинаковой разности хода двух частей волны: одной — сразу отраженной от внутренней поверхности линзы и другой — прошедшей воздушную прослойку под ней и лишь затем отразившейся. Её можно получить, если положить плосковыпуклую линзу на стеклянную пластину выпуклостью вниз. При освещении линзы сверху монохроматическим светомобразуется тёмное пятно в месте достаточно плотного соприкосновения линзы и пластинки, окружённое чередующимися тёмными и светлыми концентрическими кольцами разной интенсивности. Тёмные кольца соответствуют интерференционным минимумам, а светлые — максимумам, одновременно тёмные и светлые кольца являются изолиниями равной толщины воздушной прослойки. Измерив радиус светлого или тёмного кольца и определив его порядковый номер от центра, можно определить длину волны монохроматического света. Чем круче поверхность линзы, особенно ближе к краям, тем меньше расстояние между соседними светлыми или тёмными кольцами [2] .
41) Законы отражения:
1.Лучи падающий, отраженный и перпендикуляр, восставленный к границе двух сред в точке падения луча, лежат в одной плоскости.
2.Угол отражения равен углу падения:
42) Законы преломления
Чем меньше скорость света в среде, тем более оптически плотной её считают. Среду с большим абсолютным показателем преломления называют оптически более плотной.
Если свет переходит из оптически менее плотной среды в оптически более плотную (например, из воздуха в воду или стекло), то угол падения больше угла преломления.
Наоборот, если свет проходит из воды или из стекла в воздух, то он преломляется от перпендикуляра: угол падения меньше угла преломления
Читайте также: