Exemple de utilizare practică a comunicațiilor radio. Undele electromagnetice și proprietățile lor

05.11.2019 Fier

Ministerul Educației al Republicii Belarus

Departamentul de Radio Electronică

Rezumat pe subiect:

Bibliografie

Scheme generale de organizare a comunicaţiilor radio

Un sistem de transmisie a informațiilor în care semnalele de telecomunicații sunt transmise prin unde radio într-un spațiu deschis se numește sistem radio. Sistemele radio sunt împărțite în legături radio și rețele radio.

După metoda de organizare a liniilor radio, se disting comunicațiile radio unidirecționale și bidirecționale. Comunicarea radio, în care una dintre liniile radio doar transmite și cealaltă doar primește, se numește unidirecțional. Comunicarea radio unidirecțională, în care transmisia radio a unui post radio (principal) poate fi recepționată simultan de mai mulți corespondenți, se numește circulară. Exemple de mesagerie circulară unidirecțională sunt sistemele de avertizare, serviciile de mesagerie de la centrele de presă până la redacția ziarelor, revistelor etc. Rețelele de televiziune și de radiodifuziune sonoră sunt, de asemenea, exemple tipice ale modului circular de organizare a comunicațiilor radio. În acest caz, stația de transmisie radio, mediul de propagare a semnalelor radio (spațiu deschis) și fiecare dispozitiv de recepție radio situat în zona de acoperire a stației formează o linie radio unidirecțională, iar setul de astfel de linii radio formează o rețea de radiodifuziune. .

Comunicarea radio bidirecțională presupune capacitatea de a transmite și primi informații de către fiecare post de radio. Acest lucru necesită două seturi de echipamente de comunicație unidirecțională, de ex. in fiecare punct trebuie sa ai atat un emitator cat si un receptor. Comunicarea bidirecțională poate fi simplex și duplex (Fig. 1.1). În comunicarea radio simplex, transmisia și recepția la fiecare post de radio sunt efectuate pe rând. În acest caz, emițătoarele radio de la punctele de capăt ale liniei de comunicație funcționează la aceeași frecvență, iar receptoarele sunt reglate pe aceeași frecvență.În comunicația radio duplex, transmisia radio se realizează simultan cu recepția. Fiecărei legături radio duplex trebuie alocate două frecvențe diferite. Acest lucru se face astfel încât receptorul să primească semnale doar de la emițătorul de la locul opus și să nu primească semnale de la propriul emițător radio. Emițătoarele radio și receptoarele radio ale ambilor corespondenți de comunicații radio duplex sunt pornite pe toată durata de funcționare a liniei de comunicații radio.

Comunicarea simplex este utilizată, de regulă, în prezența unor fluxuri de informații relativ mici. Pentru sistemele de transmisie cu o sarcină mare de trafic, comunicația duplex este caracteristică.

Dacă este necesar să existe o comunicare radio cu un număr mare de corespondenți, atunci se organizează o rețea radio (Fig. 1.2). În acest caz, un post de radio, numit master, poate transmite mesaje atât unuia, cât și mai multor corespondenți subordonați. Operatorul său radio controlează modul de funcționare în rețeaua radio și stabilește direct secvența de transmitere a posturilor subordonate. Acesta din urmă, cu permisiunea corespunzătoare, poate face schimb de informații nu numai cu postul de radio principal, ci și între ei. Această opțiune pentru organizarea unei rețele radio poate fi construită atât pe baza unui simplex complex (vezi Fig. 1.2, a), cât și a unui duplex complex (vezi Fig. 1.2, b). În primul caz, este posibil să se utilizeze posturi radio (transmițătoare radio) care funcționează pe aceeași undă (frecvență) radio (comună). În cel de-al doilea caz, stația radio principală transmite pe o singură frecvență și primește pe mai multe (în funcție de numărul de posturi radio slave).

Orice legătură radio pentru transmiterea informaţiei (comunicare, radiodifuziune sonoră sau televiziune) conţine la capete dispozitive de transmisie şi recepţie radio echipate cu antene. Antena de transmisie emite un semnal electric de la transmițător sub forma unei unde radio. Antena de recepție preia o undă radio, iar de la ieșirea acesteia, un semnal electric este trimis la intrarea receptorului. Liniile de transmisie a energiei electromagnetice care conectează o antenă la un emițător sau receptor radio sunt numite alimentatoare. Dispozitivele de alimentare cu antenă sunt elemente foarte importante ale unei legături radio. În practică, antenele direcționale sunt adesea folosite. La transmitere, o antenă direcțională emite energie radio într-o direcție specifică. Cu cât este mai mare directivitatea antenei, cu atât este posibilă puterea emițătorului mai mică pentru comunicarea radio. Antenele direcționale de recepție măresc raportul semnal-zgomot la intrarea dispozitivului de recepție, ceea ce face posibilă și reducerea puterii necesare a emițătorului radio.

Funcționarea cu succes a liniilor radio depinde nu numai de caracteristicile de proiectare și de calitatea fabricării echipamentelor radio. La construirea și operarea liniilor radio, este necesar să se țină seama de particularitățile propagării undelor radio de-a lungul traseului de la antena de transmisie la antena de recepție. Aceste caracteristici diferă în funcție de intervalul de frecvență.

Undele radio pe legăturile radio se propagă în condiții naturale, iar aceste condiții sunt variate și instabile. În primul rând, trebuie avut în vedere faptul că Pământul este rotund. Pe drumul de la antena de transmisie la antena de recepție, undele radio trebuie să încercuiască umflarea Pământului.

În sine, oscilațiile electromagnetice nu transportă informații. Pentru transmiterea informaţiei este necesară imprimarea mesajului pe oscilaţiile electromagnetice, adică. să folosească oscilațiile electromagnetice de înaltă frecvență doar ca purtător al unui mesaj care conține informații. În acest scop, unul sau mai mulți parametri ai undei purtătoare (de exemplu, amplitudinea, frecvența, fază și alți parametri) trebuie modificați în conformitate cu modificările mesajului. Apoi se obține o vibrație de înaltă frecvență. Despre parametri variabili în timp conform legii mesajului transmis. Acest proces se numește modulare.

Astfel, orice dispozitiv de transmisie radio ar trebui să fie format dintr-un oscilator electric conectat la o antenă de transmisie și un modulator, cu ajutorul căruia se realizează modularea.

La punctul de recepție ar trebui să existe un dispozitiv care transformă energia undelor electromagnetice în energia vibrațiilor electrice, adică. antenă de recepție. Antena preia undele electromagnetice emise de diferiți transmițători care funcționează la frecvențe diferite. Pentru a primi semnale de la o singură stație este necesar să existe un dispozitiv selectiv capabil să separe de oscilațiile diverselor frecvențe doar acele oscilații care sunt transmise de postul radio dorit. Pentru a rezolva această problemă, se folosesc circuite oscilatorii electrice care sunt reglate la frecvența postului de radio recepționat.

Oscilațiile de înaltă frecvență selectate cu ajutorul circuitului oscilator trebuie supuse transformării inverse, adică. să se obţină de la ei curenţi sau tensiuni care se modifică conform legii de modulare a oscilaţiilor electrice în radiotransmiţătorul. Pentru a rezolva această problemă, receptorul trebuie să aibă un dispozitiv special numit detector.

În cele din urmă, semnalul selectat trebuie transmis către un dispozitiv terminal, care îl va înregistra sau permite unei persoane să-l perceapă sub formă de sunet sau lumină (imagine).

Propagarea undelor radio în condiții terestre

Radiația undelor radio

Orice sarcină electrică oscilantă este o sursă a unui câmp electromagnetic alternativ care radiază în spațiul înconjurător. Radiația de către o sarcină a unei unde electromagnetice poate fi explicată după cum urmează. Luați în considerare două bile conducătoare la o distanță L una de cealaltă (Fig. 1.3). Un astfel de sistem se numește dipol electric. După oprirea generatorului, bilele vor fi încărcate și descărcate. În acest caz, curenții de încărcare și descărcare ai capacității formate de bile curg prin firul L. Capacitatea bilelor este mult mai mare decat capacitatea segmentelor ab si cd ale firului L, prin urmare curentul de deplasare intre segmentele firului poate fi neglijat. Se poate presupune că curentul de conducție care curge în firul L este închis numai prin curentul de deplasare care curge în spațiul dintre bile. În acest caz, amplitudinea curentului de-a lungul firului L rămâne constantă. Un astfel de dipol electric se numește dipol hertzian.

În fig. 1.3 prezintă grafic distribuția amplitudinii curentului de-a lungul firului dipol. Aceeași figură arată liniile de forță ale câmpului electric al dipolului pentru momentul în care bilele sunt încărcate. Liniile de curent de deplasare sunt situate în spațiul N în același mod ca liniile de câmp electric. Când generatorul funcționează, curentul de deplasare alternativ provoacă apariția unui câmp magnetic alternativ, ale cărui linii de forță înconjoară liniile de curent de deplasare. La rândul său, câmpul magnetic alternativ, conform legii inducției electromagnetice, provoacă apariția unui câmp electric alternativ și a unui curent de deplasare corespunzător în spațiul înconjurător etc. Procesul considerat se răspândește în mediu într-un mod autosusținut. Dacă, de exemplu, opriți generatorul care alimentează dipolul, atunci unda electromagnetică generată continuă să se propage în mediu - curentul de deplasare provoacă un câmp magnetic alternativ, care, la rândul său, creează un câmp electric alternativ și un curent de deplasare în adiacent. zone de spatiu. Dacă generatorul care excită dipolul generează o tensiune care variază conform legii armonice U = L / msincof, atunci câmpul electromagnetic se modifică și în timp conform legii armonice cu

aceeasi frecventa.

Structura atmosferei Pământului

În condiții terestre, undele radio se propagă în atmosferă. Atmosfera este împărțită în înălțime în trei regiuni: troposfera, stratosfera și ionosfera. Regiunea inferioară, troposfera, se extinde până la o altitudine de 7 ... 10 km în regiunile polare și până la 16 ... 18 km deasupra ecuatorului. Troposfera trece în stratosferă, a cărei limită superioară se află la o altitudine de aproximativ 50 ... 60 km. Stratosfera diferă de troposferă prin absența aproape completă a vaporilor de apă; precipitațiile se formează doar în troposferă. Troposfera și stratosfera afectează doar distribuția VHF.

Biletul numărul 20

unde electromagnetice şi

proprietățile lor. Principiile comunicaţiilor radio şi

exemple de practică a acestora

utilizarea de

Plan de răspuns

1. Definiție. 2. Condiția de apariție. 3. Proprietățile undelor electromagnetice. 4. Circuit oscilator deschis. 5. Modulare și detecție.

Aceste valuri le-a numit Maxwellundele electromagnetice.Potrivit lui Maxwell:la orice modificare a câmpului electric, apare un câmp magnetic vortex și, invers,cu orice modificare a câmpului magnetic, apare un câmp electric vortex.Odată ce procesul de generare reciprocă a câmpurilor magnetice și electrice a început, acesta ar trebui să continue continuu și să capteze din ce în ce mai multe zone noi în spațiul înconjurător (Fig. 31). Procesul de intergenerare a câmpurilor electrice și magnetice are loc în planuri reciproc perpendiculare. Un câmp electric alternant generează un câmp magnetic vortex, un câmp magnetic alternant generează un câmp electric vortex.

Câmpurile electrice și magnetice pot exista nu numai în materie, ci și în vid. Prin urmare, ar trebui să fie posibilă propagarea undelor electromagnetice în vid.

Condiția aparițieiundele electromagnetice reprezintă mișcarea accelerată a sarcinilor electrice. Deci, o modificare a câmpului magnetic are loc atunci când curentul din conductor se schimbă, iar curentul se modifică atunci când viteza sarcinilor se modifică, adică atunci când acestea se mișcă cu accelerație. Conform calculelor lui Maxwell, viteza de propagare a undelor electromagnetice în vid ar trebui să fie aproximativ egală cu 300.000 km/s.

Fizicianul Heinrich Hertz a fost primul care a obținut experimental unde electromagnetice folosind un eclator de înaltă frecvență (vibrator Hertz). Hertz a determinat, de asemenea, experimental viteza undelor electromagnetice. A coincis cu definiția teoretică a vitezei undelor de către Maxwell. Cele mai simple unde electromagnetice acestea sunt unde în care câmpurile electrice și magnetice efectuează oscilații armonice sincrone.

Desigur, undele electromagnetice au toate proprietățile de bază ale undelor.

Ei se supun legea reflexiei valuri:

unghiul de incidență este egal cu unghiul de reflexie.Când trec dintr-un mediu în altul, ei sunt refracți și se supunlegea refractiei valuri: raportul dintre sinusul unghiului de incidență și sinusul unghiului de refracție este o valoare constantă pentru două medii date și egal cu raportul dintre viteza undelor electromagnetice în primul mediu și viteza undelor electromagnetice în al doilea. mediuși a sunat indicele de refracțieal doilea mediu relativ la primul.

Fenomenul de difracție a undelor electromagnetice, adică abaterea direcției de propagare a acestora față de cel rectiliniu, se observă la marginea obstacolului sau la trecerea prin gaură. Undele electromagnetice sunt capabile interferență. interferenta - aceasta este capacitatea undelor coerente de a se suprapune, drept urmare undele în unele locuri se întăresc reciproc, iar în alte locuri a stinge. (Valuri coerente acestea sunt unde care sunt aceleaşi ca frecvenţă şi fază de oscilaţie.) Undele electromagnetice au varianță, adică atunci când indicele de refracție al mediului pentru undele electromagnetice depinde de frecvența acestora. Experimentele cu transmiterea undelor electromagnetice printr-un sistem de două rețele arată că aceste unde sunt transversale.

Odată cu propagarea unei unde electromagnetice, vectorii de intensitate E și inducția magnetică B sunt perpendiculare pe direcția de propagare a undei și reciproc perpendiculare între ele (Fig. 32).

Posibilitatea aplicării practice a undelor electromagnetice pentru stabilirea comunicării fără fire a fost demonstrată de 7 mai 1895 Fizicianul rus A. Popov. Această zi este considerată ziua de naștere a radioului. Pentru implementarea comunicațiilor radio, este necesar să se asigure posibilitatea de radiație a undelor electromagnetice. Dacă undele electromagnetice apar într-un circuit dintr-o bobină și un condensator, atunci câmpul magnetic alternativ este asociat cu bobina și câmpul electric alternativ. aglomerate între plăcile condensatorului. Un astfel de contur se numeșteînchis (fig. 33, A). Circuitul oscilator închis practic nu radiază unde electromagnetice în spațiul înconjurător. Dacă circuitul constă dintr-o bobină și două plăci ale unui condensator plat, atunci la unghiul mai mare aceste plăci sunt desfășurate, cu atât câmpul electromagnetic iese mai liber în spațiul înconjurător (Fig. 33, b). Cazul limitativ al unui circuit oscilator deschis este îndepărtarea plăcilor la capetele opuse ale bobinei. Un astfel de sistem se numeștecircuit oscilant deschis(fig. 33, v). În realitate, circuitul este format dintr-o bobină și un fir lung.- antene.

Energia oscilațiilor electromagnetice radiate (cu ajutorul unui generator de oscilații continue) cu aceeași amplitudine a oscilațiilor curentului din antenă este proporțională cu puterea a patra a frecvenței de oscilație. La frecvențe de zeci, sute și chiar mii de herți, intensitatea oscilațiilor electromagnetice este neglijabilă. Prin urmare, pentru implementarea comunicațiilor radio și televiziune, undele electromagnetice sunt utilizate cu o frecvență de la câteva sute de mii de herți până la sute de megaherți.

La transmiterea vorbirii, muzicii și a altor semnale sonore prin radio, sunt utilizate diferite tipuri de modulare a oscilațiilor de înaltă frecvență (purtător). Esența modulației constă în faptul că oscilaţiile de înaltă frecvenţă generate de generator se modifică conform legii frecvenţei joase. Acesta este unul dintre principiile transmisiei radio. Un alt principiu este procesul invers detectare.În timpul recepției radio, din semnalul modulat primit de antena receptorului, este necesar să se filtreze vibrațiile de joasă frecvență sonore.

Cu ajutorul undelor radio, nu numai semnalele sonore sunt transmise la distanță, ci și o imagine a unui obiect. Radarul joacă un rol important în marina modernă, aviație și astronautică. Radarul se bazează pe proprietatea reflectării undelor de la corpurile conductoare. (Undele electromagnetice sunt slab reflectate de pe suprafața dielectricului și aproape complet de pe suprafața metalelor.)

Transmiterea și recepția de informații prin intermediul undelor electromagnetice se numește comunicare radio. Liniile de comunicații radio sunt utilizate, de exemplu, pentru comunicațiile radiotelefonice, transmiterea de telegrame, faxuri (faxuri), emisiuni și programe de televiziune.

Comunicarea radio este un proces destul de complex. Prin urmare, vom lua în considerare doar principiile cele mai generale ale unuia dintre tipurile sale - comunicarea radiotelefonică, adică transmiterea de informații sonore, cum ar fi vorbirea și muzica, folosind unde electromagnetice. Pentru a obține o vedere holistică a acestui proces, consultați diagrama de flux prezentată în Figura 139.

Orez. 139. Schema bloc a procesului de comunicație radio

Figura 139, a prezintă un dispozitiv de transmisie format dintr-un oscilator de înaltă frecvență, un microfon, un dispozitiv de modulare și o antenă de transmisie.

Vibrațiile sonore (vorbire, muzică etc.) sunt recepționate în microfon. Ele sunt transformate de microfon în vibrații electrice de aceeași formă ca și cele sonore. Vibrațiile electrice de joasă frecvență sunt transmise de la microfon la dispozitivul de modulare. Oscilațiile de înaltă frecvență de amplitudine constantă sunt, de asemenea, furnizate acolo de la generator.

Într-un dispozitiv modulator, amplitudinea oscilațiilor de înaltă frecvență este modificată (modulată) prin intermediul oscilațiilor electrice ale frecvenței audio. Ca urmare, amplitudinea devine variabilă și se modifică în același mod ca și vibrațiile electrice provenite de la microfon. Aceste oscilații cu amplitudine modulată de înaltă frecvență transportă informații despre forma semnalului audio. Prin urmare, frecvența oscilațiilor de înaltă frecvență se numește purtătoare.

Procesul de modificare a amplitudinii oscilațiilor de înaltă frecvență cu o frecvență egală cu frecvența unui semnal audio se numește modulație de amplitudine.

Sub influența oscilațiilor modulate de înaltă frecvență în antena de transmisie, se generează un curent alternativ de înaltă frecvență. Acest curent generează un câmp electromagnetic în spațiul din jurul antenei, care se propagă în spațiu sub formă de unde electromagnetice și ajunge la antenele receptoarelor radio.

Știți deja că puterea unei unde electromagnetice este proporțională cu a patra putere a frecvenței sale: P ~ v 4.

Undele electromagnetice ale sunetului, adică frecvențele joase (de la 16 la 20.000 Hz) au o putere scăzută și după radiație se degradează foarte repede. Acest lucru necesită utilizarea undelor radio modulate, care, datorită frecvenței purtătoare înalte, se propagă pe distanțe mari și conțin în același timp informații despre forma undelor sonore transmise.

După cum se poate observa din Figura 139, b, dispozitivul de recepție radio constă dintr-o antenă de recepție, un circuit oscilator rezonant de recepție și un detector - un element care transmite un curent alternativ într-o singură direcție.

Antena de recepție primește unde de la multe posturi de radio. Dar fiecare post de radio emite doar pe o frecvență purtătoare strict definită care îi este atribuită.

Prin reglarea receptorului radio la frecvența postului radio dorit, modificați frecvența naturală a circuitului oscilant disponibil în receptor, astfel încât să fie egală cu frecvența purtătoare a postului de radio dat, adică astfel încât circuitul să fie acordat în rezonanță cu oscilațiile generate la acest post de radio. În acest caz, amplitudinea oscilațiilor postului de radio selectat în bucla receptorului dumneavoastră va fi maximă în comparație cu amplitudinile oscilațiilor primite de la posturile de radio care difuzează la alte frecvențe purtătoare. Acesta este al doilea scop al frecvenței purtătoare - oferă posibilitatea de a se acorda la frecvența postului de radio dorit.

Alexander Stepanovici Popov (1859-1906)
Fizician rus, inginer electrician, inventator al radioului. A construit un generator de oscilații electromagnetice. A inventat o antenă de recepție, a construit primul receptor radio din lume

Vibrațiile primite sunt mai întâi amplificate. Apoi, pentru a converti oscilațiile modulate de înaltă frecvență în sunet, se efectuează detectarea, adică un proces invers modulației. Detectarea se realizează în două etape: în primul rând, cu ajutorul unui detector (care este un element cu conductivitate unilaterală), se obține un curent pulsatoriu de înaltă frecvență din oscilații modulate de înaltă frecvență (Fig. 140, a), iar apoi în dinamică acest curent este netezit și transformat în oscilații ale frecvențelor sonore (Fig. 140, b). Posibilitatea utilizării undelor electromagnetice pentru a transmite semnale radio 1 a fost subliniată pentru prima dată în 1889 de Alexander Stepanovici Popov. În 1896, cu ajutorul unui emițător și receptor de semnale radio concepute de el, a transmis prima radiogramă din lume formată din două cuvinte „Heinrich Hertz”.

Orez. 140. Grafice ale vibrațiilor modulate de înaltă frecvență și ale vibrațiilor sonore

La transmiterea programelor de televiziune, oscilațiile de înaltă frecvență sunt modulate nu numai de sunet, ci și de video. Acest lucru se face folosind un tub de transmisie de televiziune care convertește imaginea optică în unde electromagnetice. Vibrațiile de înaltă frecvență astfel modulate conțin informații atât despre sunet, cât și despre imagine.

Televiziunea utilizează frecvențe purtătoare mai mari (de ordinul miliardelor de herți).

Întrebări

Ce se numește comunicare radio?
Dați 2-3 exemple de utilizare a liniilor de comunicație radio.
Folosind figurile 139 și 140, explicați principiile comunicațiilor radiotelefonice.
Frecvența cărora oscilații se numește purtătoare?
Care este procesul de modulare a amplitudinii oscilațiilor electrice?
De ce undele electromagnetice ale frecvențelor sonore nu sunt utilizate în comunicațiile radio?
Care este procesul de detectare a vibrațiilor?

Exercițiul 43

Perioada de oscilație a sarcinilor dintr-o antenă care emite unde radio este de 10 -7 s. Determinați frecvența acestor unde radio.

1 Semnalele radio sunt unde electromagnetice emise pentru perioade scurte de timp în intervalul de frecvență de la 104 la 1010 kHz.

Posibilitatea aplicării practice a undelor electromagnetice pentru stabilirea comunicării fără fire a fost demonstrată la 7 mai 1895 de celebrul fizician rus Alexander Stepanovici Popov (1859-1906). Această zi este considerată ziua de naștere a radioului.

Receptorul lui A.S.Popov era format din antena 1, cohererul 2, releul electromagnetic 3, soneria electrică 4 și sursa de curent continuu 5 (Fig. 245). Undele electromagnetice au provocat fluctuații forțate ale curentului și tensiunii în antenă. O tensiune alternativă de la antenă a fost aplicată la doi electrozi, care erau amplasați într-un tub de sticlă umplut cu pilitură de metal. Acest tub este un coerer. Un releu electromagnetic și o sursă de curent continuu au fost conectate în serie cu cohererul.

Din cauza contactelor slabe dintre rumeguș, rezistența coererului este de obicei mare, astfel încât curentul electric din circuit este mic și releul soneriei nu închide circuitul soneriei. Sub acțiunea unei tensiuni alternative de înaltă frecvență în coerer, între rumegușul individual apar descărcări electrice, particulele de rumeguș sunt sinterizate și rezistența acestuia scade cu un factor de 100-200. Curentul din bobina releului electromagnetic crește, iar releul declanșează un sonerie electrică. Așa se înregistrează recepția undei electromagnetice de către antenă.

Impactul ciocanului clopot asupra coererului a scuturat rumegușul și l-a readus la starea inițială; receptorul era din nou gata să înregistreze undele electromagnetice.

Circuit oscilator deschis.

Pentru implementarea comunicațiilor radio, este necesar să se asigure posibilitatea de radiație a undelor electromagnetice. Dacă într-un circuit al unei bobine și al unui condensator apar oscilații electromagnetice, atunci câmpul magnetic alternativ este asociat bobinei, iar câmpul electric alternativ este concentrat în spațiul dintre plăcile condensatorului (Fig. 246, a). Un astfel de circuit se numește închis. Circuitul oscilator închis practic nu radiază unde electromagnetice în spațiul înconjurător.

Dacă circuitul constă dintr-o bobină și două plăci ale unui condensator plat, care nu sunt paralele între ele, atunci cu cât unghiul acestor plăci este mai mare,

cu atât câmpul electromagnetic iese mai liber în spațiul înconjurător (Fig. 246, b).

Cazul limitativ al deschiderii circuitului oscilator este îndepărtarea plăcilor condensatorului la capetele opuse ale bobinei drepte. Un astfel de sistem se numește circuit oscilator deschis (Fig. 246, c). Imaginea plăcilor condensatorului de la capetele bobinei unui circuit oscilator deschis din Figura 246 este doar o convenție. În realitate, circuitul este format dintr-o bobină și un fir lung - o antenă. Un capăt al antenei este împământat, celălalt este ridicat deasupra solului.

Bobina antenei este cuplată inductiv cu bobina circuitului oscilant al oscilatorului electromagnetic continuu. Oscilațiile forțate de înaltă frecvență în antenă creează un câmp electromagnetic alternativ în spațiul înconjurător. Undele electromagnetice se propagă de la antenă cu viteză.

Energia undelor electromagnetice radiate la aceeași amplitudine a oscilațiilor intensității curentului în antenă este proporțională cu puterea a patra a frecvenței de oscilație. La frecvențe de zeci, sute și chiar mii de herți, intensitatea radiației undelor electromagnetice este neglijabilă. Prin urmare, pentru implementarea comunicațiilor radio și televiziune, undele electromagnetice sunt utilizate cu o frecvență de la câteva sute de mii de herți până la sute de mii de megaherți.

Modulație de amplitudine.

La transmiterea vorbirii, muzicii și a altor semnale sonore prin radio, sunt utilizate diferite tipuri de modulare a oscilațiilor armonice de înaltă frecvență.

Pentru implementarea modulării în amplitudine a oscilațiilor electromagnetice de înaltă frecvență

(Fig. 247, a) în circuitul electric al generatorului de tranzistori în serie cu circuitul oscilator includ bobina transformatorului (Fig. 248). O tensiune de frecvență audio alternativă este aplicată celei de-a doua bobine a transformatorului, de exemplu, de la ieșirea microfonului după amplificarea necesară. Curentul alternativ din a doua bobină a transformatorului face ca la capetele primei bobine a transformatorului să apară o tensiune alternativă. La tensiunea constantă a sursei de curent se adaugă tensiunea alternativă a frecvenței audio (Fig. 247, b); modificările tensiunii dintre emițător și colectorul tranzistorului conduc la modificări cu frecvența sonoră a amplitudinii oscilațiilor curentului de înaltă frecvență din circuitul generatorului (Fig. 247, c). Astfel de oscilații de înaltă frecvență se numesc modulate în amplitudine.

O antenă a unui transmițător radio este conectată inductiv la circuitul oscilant al generatorului. Fluctuații forțate ale curentului ridicat

frecvențele care apar în antenă creează unde electromagnetice.

Radio.

Undele electromagnetice emise de antena unui transmițător radio provoacă vibrații forțate ale electronilor liberi în orice conductor. Tensiunea dintre capetele unui conductor, în care o undă electromagnetică excită oscilații forțate ale unui curent electric, este proporțională cu lungimea conductorului. Prin urmare, pentru a primi unde electromagnetice în cel mai simplu detector radio, se folosește un fir lung - antena de recepție 1 (Fig. 249). Vibrațiile forțate din antenă sunt excitate de undele electromagnetice de la toate posturile de radio. Pentru a asculta o singură transmisie radio, fluctuațiile de tensiune nu sunt direcționate direct către intrarea amplificatorului, ci sunt alimentate mai întâi la circuitul oscilant 2 cu o frecvență de vibrație naturală variabilă. Modificarea frecvenței naturale a oscilațiilor în circuitul receptor se face de obicei prin modificarea capacității electrice a condensatorului variabil. Când frecvența oscilațiilor forțate în antenă coincide cu frecvența naturală a oscilațiilor circuitului, are loc rezonanța, în timp ce amplitudinea oscilațiilor forțate de tensiune pe plăcile condensatoare ale circuitului atinge valoarea maximă. Astfel, dintr-un număr mare de oscilații electromagnetice excitate în antenă se disting oscilații ale frecvenței dorite.

Oscilații modulate din circuitul oscilator al receptorului

la detectorul 3 sunt furnizate frecvențe înalte. Ca detector poate fi folosită o diodă semiconductoare, care permite trecerea curentului alternativ de înaltă frecvență într-o singură direcție. După trecerea prin detector, curentul din circuit se modifică în timp conform legii prezentate în Figura 250, a. În timpul fiecărui semiciclu de înaltă frecvență, impulsurile de curent încarcă condensatorul 4, în timp ce condensatorul este descărcat lent prin rezistorul 5. Dacă valorile capacității condensatorului și rezistența electrică a rezistorului sunt alese corect, atunci prin rezistor va curge un curent care se modifică în timp cu frecvența audio utilizată pentru oscilațiile de modulație în transmițătorul radio (Fig. 250, b). Pentru a converti vibrațiile electrice în sunet, telefonului 6 este furnizată o tensiune alternativă a unei frecvențe audio.

Radioul detectorului este foarte imperfect. Are o sensibilitate foarte scăzută și, prin urmare, poate primi cu succes transmisii radio numai de la posturi radio puternice sau de la emițătoare radio foarte distanțate.

Pentru a crește sensibilitatea la receptoarele radio moderne, semnalul din circuitul oscilator este alimentat la intrarea amplificatorului de înaltă frecvență (UHF), iar de la ieșirea amplificatorului vibrații electrice de înaltă frecvență sunt alimentate la detector. Pentru a crește puterea semnalului audio la ieșirea receptorului radio, vibrațiile electrice ale frecvenței audio de la ieșirea detectorului sunt alimentate la intrarea amplificatorului de joasă frecvență (ULF).

Tensiunea alternativă a frecvenței audio de la ieșirea ULF este alimentată în înfășurarea difuzorului electrodinamic - difuzorul. Difuzorul convertește energia AC de frecvență audio în energie sonoră.

Pentru amplificarea oscilațiilor electrice de frecvențe înalte și joase se pot folosi circuite cu tuburi electronice sau tranzistoare.

O diagramă a dispozitivului celui mai simplu receptor radio cu amplificatoare de frecvențe înalte și joase este prezentată în Figura 251.

Pentru a se acorda pentru a primi o singură stație în receptoarele radio moderne, se folosesc circuite electronice destul de complexe, inclusiv generatoare de oscilații electromagnetice. Adăugarea de vibrații electrice de la generatorul intern al receptorului cu vibrații excitate în circuitul receptorului de undele electromagnetice de la stațiile radio de transmisie permite receptorului să fie reglat la o gamă foarte îngustă de frecvențe recepționate. Oscilatorul intern din receptor se numește oscilator local, iar un receptor cu un astfel de oscilator se numește receptor radio superheterodin.

TELEVIZOR.

Cu ajutorul undelor radio, nu numai semnalele sonore sunt transmise la distanță, ci și imaginile unui obiect. Principiul transmiterii imaginilor în mișcare alb-negru și color cu

utilizarea emițătoarelor și receptoarelor de televiziune este după cum urmează.

Pentru a transmite un cadru al unei imagini de televiziune folosind un obiectiv într-o cameră de televiziune, se obține o imagine a unui obiect pe ecranul unui dispozitiv special de electrovacuum - un tub de transmisie (Fig. 252). Sub influența luminii, zonele ecranului capătă sarcini pozitive. Un fascicul de electroni este direcționat către ecranul din interiorul tubului de transmisie, mișcându-se periodic de la stânga la dreapta de-a lungul a 625 de linii orizontale - rânduri. Pe măsură ce fasciculul se deplasează de-a lungul liniei, neutralizarea sarcinilor electrice are loc în secțiuni individuale ale ecranului și în circuitul electric care conectează tunul cu electroni și ecranul; curge un impuls de curent. Modificări ale curentului în puls corespund

modificări ale iluminării ecranului pe calea fasciculului de electroni.

Oscilațiile electromagnetice de înaltă frecvență dintr-un transmițător de televiziune sunt modulate de un semnal de impuls primit la ieșirea tubului de transmisie și alimentat la antena emițătorului. Antena emite unde electromagnetice.

Într-un receptor de televiziune - un televizor - există un tub electric cu vid numit kinescop. Într-un CRT, un tun de electroni creează un fascicul de electroni. Electronii sub acțiunea unui câmp electric se deplasează în interiorul tubului către un ecran acoperit cu cristale care pot străluci sub impactul electronilor în mișcare rapidă. În drumul lor către ecran, electronii zboară prin câmpurile magnetice a două perechi de bobine situate în afara tubului.

Câmpul magnetic al unei perechi de bobine determină deviația fasciculului de electroni pe orizontală, a doua - pe verticală. Modificările periodice ale curentului din bobine provoacă modificări ale câmpurilor magnetice, în urma cărora fasciculul de electroni parcurge în secunde de 625 de ori ecranul de la stânga la dreapta și o dată de sus în jos (Fig. 253).

În timpul deplasării fasciculului de-a lungul primei linii, curentul din fasciculul de electroni este controlat de semnalul primit de receptor de la emițător în timpul deplasării fasciculului în tubul de transmisie de-a lungul primei linii; când fasciculul se mișcă de-a lungul celei de-a doua linii, curentul din fascicul este controlat de semnalul de la a doua linie etc. Drept urmare, fasciculul „desenează” aceeași imagine pe ecranul televizorului, care este construită de lentila pe ecranul tubului de transmisie. Cadrele se înlocuiesc cu o rată de 25 de cadre pe secundă, o secvență de alternare la o rată mare de cadre este percepută de ochiul uman ca o mișcare continuă.

Emisiunile de televiziune variază de la 50 MHz la 230 MHz. În acest interval, undele electromagnetice se propagă aproape numai în linia vizuală. Prin urmare, pentru a asigura transmiterea semnalelor de televiziune pe distanțe mari, se construiesc antene înalte. În vârful turnului Ostankino sunt instalate antenele de transmisie ale studiourilor Televiziunii Centrale a URSS.Această înălțime asigură recepția transmisiunilor de televiziune la distanțe de până la 120 km de Moscova.

Transmiterea semnalelor de televiziune în orice punct din țara noastră se realizează cu ajutorul sateliților artificiali de pământ în sistemul „Orbită”.

Transmisia și recepția imaginilor color necesită sisteme de televiziune mai sofisticate. În loc de un tub de transmisie, sunt necesare trei tuburi pentru a transmite semnale a trei imagini cu o singură culoare - roșu, albastru și verde.

Spre deosebire de un televizor alb-negru, ecranul tubului de imagine al unui televizor color este acoperit cu trei tipuri de cristale de fosfor. Când un fascicul alexron le lovește, unele cristale strălucesc cu lumină roșie, altele cu albastru, iar altele cu verde. Aceste cristale sunt aranjate la robinet într-o ordine strictă. Semnalele sunt trimise de la un transmițător de televiziune către trei tunuri cu fascicul de electroni.

Pe un ecran TV color, trei fascicule creează simultan trei imagini de culori roșu, verde și albastru. Suprapunerea acestor imagini, constând din puncte mici luminoase, este percepută de ochiul uman ca o imagine multicoloră cu toate nuanțele de culori. Strălucirea simultană a cristalelor într-un loc cu lumină albastră, roșie și verde este percepută de ochi ca fiind albă; prin urmare, imaginile alb-negru pot fi obținute și pe un ecran TV color.

Propagarea undelor radio.

Comunicarea radio se realizează pe unde lungi, medii scurte și ultrascurte. Undele radio cu lungimi de undă diferite se propagă diferit lângă suprafața Pământului.

Undele lungi datorate difracției se propagă mult dincolo de orizontul vizibil; Transmisiile radio cu unde lungi pot fi recepționate pe distanțe lungi dincolo de linia vizuală a antenei.

Undele medii experimentează mai puțină difracție la suprafața Pământului și sunt difractate la distanțe mai mici dincolo de linia vizuală. Undele scurte sunt și mai puțin capabile de difracție la suprafața Pământului, dar pot fi recepționate în orice punct de pe suprafața Pământului. Propagarea undelor radio scurte pe distanțe mari de la o stație radio de transmisie se explică prin capacitatea lor de a fi reflectate din ionosferă.

Ionosfera este partea superioară a atmosferei, începând de la o distanță de aproximativ 50 km de suprafața Pământului și

transformându-se în plasmă interplanetară la distanțe de 70-80 mii km. O caracteristică a ionosferei este o concentrație mare de particule încărcate libere - ioni și electroni. Ionizarea atmosferei superioare este creată de radiațiile ultraviolete și de raze X de la Soare. Valorile maxime ale numărului de electroni liberi din ionosfera de electroni într-un centimetru cub sunt atinse la altitudini de 250-400 km de suprafața Pământului.

Stratul conductiv al atmosferei terestre - ionosfera - este capabil să absoarbă și să reflecte undele electromagnetice. Undele radio lungi sunt bine reflectate din ionosferă. Acest fenomen, împreună cu difracția, mărește distanța de propagare a undelor lungi. Undele radio scurte sunt, de asemenea, bine reflectate de ionosferă. Reflexiile multiple ale undelor radio scurte din ionosferă și suprafața pământului fac posibilă comunicarea radio cu unde scurte între orice punct de pe pământ (Fig. 254).

Undele ultrascurte (VHF) nu sunt reflectate de ionosferă și nu se îndoaie în jurul suprafeței Pământului ca urmare a difracției (Fig. 255). Prin urmare, comunicarea pe VHF

efectuate numai în raza vizuală a antenei emițătorului.

Radar.

Comunicațiile radar joacă un rol important în marina modernă, aviație și astronautică. Radarul se bazează pe proprietatea de reflectare a undelor radio de la corpurile conductoare.

Dacă transmițătorul radio este pornit pentru o perioadă foarte scurtă de timp și oprit, atunci după un timp, folosind receptorul radio, este posibil să se înregistreze întoarcerea undelor radio reflectate de corpuri conductoare departe de stația de radio.

Măsurând cu ajutorul echipamentelor electronice durata intervalului de timp dintre orele de plecare și întoarcere a undelor electromagnetice se poate determina traseul parcurs de undele radio: unde c este viteza undei electromagnetice. Deoarece undele au parcurs o cale către corp și înapoi, distanța până la corp care reflectă undele radio este egală cu jumătate din această cale:

Pentru a determina nu numai distanța până la corp, ci și poziția acestuia în spațiu, este necesar să se trimită unde radio cu un fascicul îngust. Un fascicul îngust de unde radio este creat folosind o antenă care are o formă apropiată de sferică. Pentru ca antena radar să creeze un fascicul îngust de unde radio, undele ultrascurte sunt utilizate în radar

Pentru a determina, de exemplu, locația unei aeronave, antena radar este îndreptată spre aeronavă și un generator de unde electromagnetice este pornit pentru o perioadă foarte scurtă de timp. Undele electromagnetice sunt reflectate de la aeronavă și returnate la radar. Semnalul radio reflectat este preluat de aceeași antenă, deconectată de la emițător și conectată la receptor (Fig. 256). Unghiurile de rotație ale antenei radar determină direcția către aeronava. Un radar instalat pe un avion face posibilă măsurarea înălțimii la care se află avionul în momentul în care este nevoie de undele radio pentru a ajunge la suprafața Pământului și înapoi.

Apa și pământul, solul uscat și umed, clădirile urbane și comunicațiile de transport reflectă undele radio în moduri diferite. Acest lucru permite utilizarea dispozitivelor radar pe o aeronavă nu numai pentru a măsura distanța până la

suprafața Pământului, dar și pentru a primi un fel de hartă radar a zonei peste care zboară avionul. Pilotul aeronavei primește această hartă zi și noapte, pe vreme senină și pe nori acoperiți, deoarece norii nu reprezintă un obstacol în calea undelor electromagnetice.

Cele mai precise măsurători ale distanțelor de la Pământ la Louis și la planetele Mercur, Venus, Marte și Jupiter au fost efectuate prin metode radar.

Omul de știință englez James Maxwell, pe baza unui studiu al lucrării experimentale a lui Faraday privind electricitatea, a emis ipoteza că există unde speciale în natură care se pot propaga în vid. Aceste unde Maxwell le-a numit unde electromagnetice. Conform ideilor lui Maxwell: la orice modificare a câmpului electric, apare un câmp magnetic vortex și, invers, la orice modificare a câmpului magnetic, apare un câmp electric vortex. Odată început, procesul de generare reciprocă a câmpurilor magnetice și electrice ar trebui să continue continuu și să capteze din ce în ce mai multe zone noi în spațiul înconjurător (Fig. 42). Procesul de intergenerare a câmpurilor electrice și magnetice are loc în planuri reciproc perpendiculare. Un câmp electric alternant generează un câmp magnetic vortex, un câmp magnetic alternant generează un câmp electric vortex.

Câmpurile electrice și magnetice pot exista nu numai în materie, ci și în vid. Prin urmare, ar trebui să fie posibilă propagarea undelor electromagnetice în vid.

Condiția pentru apariția undelor electromagnetice este mișcarea accelerată a sarcinilor electrice. Deci, are loc o schimbare a câmpului magnetic

Când curentul din conductor se modifică, iar curentul se modifică atunci când viteza sarcinilor se modifică, adică atunci când acestea se mișcă cu accelerație. Viteza de propagare a undelor electromagnetice în vid, conform calculelor lui Maxwell, ar trebui să fie aproximativ egală cu 300.000 km/s.

Fizicianul Heinrich Hertz a fost primul care a obținut experimental unde electromagnetice folosind un eclator de înaltă frecvență (vibrator Hertz). Hertz a determinat, de asemenea, experimental viteza undelor electromagnetice. A coincis cu definiția teoretică a vitezei undelor de către Maxwell. Cele mai simple unde electromagnetice sunt undele în care câmpurile electrice și magnetice efectuează oscilații armonice sincrone.

Desigur, undele electromagnetice au toate proprietățile de bază ale undelor.

Ele respectă legea reflexiei undei: unghiul de incidență este egal cu unghiul de reflexie. La trecerea de la un mediu la altul, ele sunt refractate și respectă legea refracției undelor: raportul dintre sinusul unghiului de incidență și sinusul unghiului de refracție este o valoare constantă pentru două medii date și este egal cu raportul dintre viteza undelor electromagnetice în primul mediu și viteza undelor electromagnetice în al doilea mediu și se numește indicele de refracție al celei de-a doua miercuri în raport cu primul.

Fenomenul de difracție a undelor electromagnetice, adică abaterea direcției de propagare a acestora față de cel rectiliniu, se observă la marginea obstacolului sau la trecerea prin gaură. Undele electromagnetice sunt susceptibile la interferențe. Interferența este capacitatea undelor coerente de a se suprapune, drept urmare undele în unele locuri se întăresc reciproc, iar în alte locuri se umezesc. (Undele coerente sunt unde de aceeași frecvență și fază de oscilație.) Undele electromagnetice au dispersie, adică atunci când indicele de refracție al mediului pentru undele electromagnetice depinde de frecvența lor. Experimentele cu transmiterea undelor electromagnetice printr-un sistem de două rețele arată că aceste unde sunt transversale.

Când o undă electromagnetică se propagă, vectorii de intensitate E și de inducție magnetică B sunt perpendiculari pe direcția de propagare a undei și reciproc perpendiculari unul pe celălalt (Fig. 43).

Posibilitatea aplicării practice a undelor electromagnetice pentru stabilirea comunicării fără fire a fost demonstrată la 7 mai 1895 de către fizicianul rus A. Popov. Această zi este considerată ziua de naștere a radioului. Pentru implementarea comunicațiilor radio, este necesar să se asigure posibilitatea de radiație a undelor electromagnetice. Dacă undele electromagnetice apar într-un circuit dintr-o bobină și un condensator, atunci câmpul magnetic alternativ este asociat cu bobina, iar câmpul electric alternativ este concentrat între plăcile condensatorului. Un astfel de contur se numește închis (Fig. 44, a).

Circuitul oscilator închis practic nu radiază unde electromagnetice în spațiul înconjurător. Dacă circuitul constă dintr-o bobină și două plăci ale unui condensator plat, atunci cu cât aceste plăci sunt desfășurate cu unghi mai mare, cu atât câmpul electromagnetic iese mai liber în spațiul înconjurător (Fig. 44, b). Cazul limitativ al unui circuit oscilator deschis este îndepărtarea plăcilor la capetele opuse ale bobinei. Un astfel de sistem se numește circuit oscilator deschis (Fig. 44, c). În realitate, circuitul este format dintr-o bobină și un fir lung - o antenă.

La transmiterea vorbirii, muzicii și a altor semnale sonore prin radio, sunt utilizate diferite tipuri de modulare a oscilațiilor de înaltă frecvență (purtător). Esența modulației este că oscilațiile de înaltă frecvență generate de generator sunt modificate conform legii frecvenței joase. Acesta este unul dintre principiile transmisiei radio. Un alt principiu este procesul invers - detectarea. În timpul recepției radio, din semnalul modulat primit de antena receptorului, este necesar să se filtreze vibrațiile de joasă frecvență sonore.

Cu ajutorul undelor radio, nu numai semnalele sonore sunt transmise la distanță, ci și imaginile obiectelor. Radarul joacă un rol important în marina modernă, aviație și astronautică. Radarul se bazează pe proprietatea reflectării undelor de la corpurile conductoare. (Undele electromagnetice sunt slab reflectate de pe suprafața dielectricului și aproape complet de pe suprafața metalelor.)

Undă electromagnetică Este un câmp electromagnetic care se modifică în timp și se propagă în spațiu.

Proprietățile undelor electromagnetice:

1. Ele apar în timpul mișcării accelerate a sarcinilor.

2. Sunt transversale.

3. Are o viteză a vidului de 3 ٠ 108 m/s.

4.Transfer energie

5. Penetrația și energia sunt dependente de frecvență.

6. Sunt reflectate.

7. Posedă interferență și difracție.

Proprietatea de a reflecta undele electromagnetice este folosită în radar.

Radar Este detectarea și localizarea obiectelor folosind unde radio.

O instalație radar (radar) constă dintr-o parte de transmisie și de recepție.

O undă electromagnetică pleacă de la antena de transmisie, ajunge la obiect și este reflectată.

Radarele sunt folosite în scopuri militare, precum și serviciul meteo pentru observarea norilor. Cu ajutorul radarului, suprafețele Lunii, Venusului și ale altor planete sunt investigate.

Biletul numărul 13

Munca mecanica. Putere. Energie; energie kinetică; energia potențială a unui corp într-un câmp gravitațional uniform și energia unui corp deformat elastic; legea conservării energiei; legea conservării energiei în procesele mecanice; limitele de aplicabilitate ale legii conservării energiei mecanice, funcționează ca măsură a modificărilor energiei mecanice a unui corp.
Principiile comunicațiilor radio: emisia de unde electromagnetice de către o sarcină care se mișcă cu accelerație; modulație de amplitudine; detectare; dezvoltarea facilitatilor de comunicare; radar.
Problema aplicării ecuației de stare pentru un gaz ideal.

Întrebarea 1. Lucrări mecanice. Putere. Energia cinetică și potențială. Legea conservării energiei proceselor mecanice.

Munca este o cantitate egală cu produsul dintre forța aplicată corpului și cantitatea deplasării.

A = F * s, Unde A- Muncă, J

F- forta, N

s- in miscare, m

Energia mecanică este suma energiei potențiale și cinetice a unui corp: W = W kin * W p

rudele W- energia cinetică este energia mișcării. Această energie este deținută de orice corp care se află în mișcare: unde m- greutatea corporală (kg), V- viteza (m/s 2)

W p - energia potențială (J) este energia de interacțiune, depinde de greutatea corpului ( m) și înălțimea sa deasupra solului ( h):

Dacă un corp sau un sistem de corpuri poate lucra, atunci au energie.

Energie Este o mărime fizică care arată ce fel de muncă poate face corpul.

Energia este desemnată prin litera E și se măsoară în Jouli (J).

Energia mecanică este de două tipuri: cinetică și potențială.

Energie kinetică se numește valoare egală cu jumătate din produsul masei unui corp cu pătratul vitezei sale.

Energia cinetică este energia mișcării. De exemplu, o mașină în mișcare, un balon zburător etc. are energie cinetică.

Energie potențială este determinată de poziția corpului în raport cu alte corpuri sau de aranjarea reciprocă a părților aceluiași corp.

O cantitate egală cu produsul dintre masa corpului prin accelerația gravitației și cu înălțimea corpului deasupra suprafeței Pământului se numește energia potenţială de interacţiune dintre corp şi Pământ.

Se numește o valoare egală cu jumătate din produsul dintre coeficientul de elasticitate și pătratul deformației energia potenţială a unui corp deformat elastic.

De exemplu, o minge aruncată la o înălțime sau un arc comprimat are energie potențială.

Pentru un sistem închis de corpuri este îndeplinită legea conservării energiei: energia mecanică totală a unui corp sau a unui sistem închis de corpuri rămâne constantă (dacă forțele de frecare nu acționează).

Întrebarea 2. Principiile comunicării radiotelefonice. Modularea și detectarea amplitudinii. Cel mai simplu receptor radio.

Pentru a efectua comunicații radio, se folosesc unde electromagnetice cu o frecvență de la câteva sute de mii de herți până la sute de mii de megaherți. Astfel de unde sunt bine radiate de antenele emițătorilor, se propagă în spațiu și ajung la antena receptorului.

Microfonul transmițător convertește undele sonore în vibrații electrice de joasă frecvență care nu sunt emise de antenă. Aceste vibrații se adaugă la vibrațiile care sunt generate de generatorul de înaltă frecvență și obțineți oscilație modulată în amplitudine... Sunt de înaltă frecvență, dar variază în amplitudine în funcție de vibrațiile sonore.

Oscilațiile modulate în amplitudine sunt emise de antena de transmisie și rată antenă de recepție... În receptor există detectare- extragerea din oscilații modulate de înaltă frecvență a unui semnal de frecvență audio.

Cel mai simplu receptor este format dintr-o antenă de recepție, un circuit oscilator, un detector, un condensator, un amplificator și un difuzor.

Antena receptorului vibrează la aceeași frecvență cu emițătorul. Pentru a regla receptorul radio la frecvența unui post de radio, de obicei folosesc condensator variabil... Odată cu o schimbare a capacității sale, frecvența naturală a circuitului receptor se schimbă. Când această frecvență coincide cu frecvența unui post de radio, are loc rezonanța - o creștere bruscă a intensității curentului.

Apoi, din circuitul oscilator, oscilațiile modulate sunt alimentate detector, care trece curentul într-o singură direcție. După detector, curentul devine pulsatoriu. Impulsurile de curent sunt împărțite: o parte încarcă condensatorul, cealaltă parte merge la difuzor. În intervalul dintre impulsuri, când nu trece curent prin detector, condensatorul este descărcat prin difuzor. Ca rezultat, un curent de frecvență audio trece prin sarcină și se aude muzică sau vorbire din difuzor.

Scara radiației electromagnetice. Aplicarea radiațiilor electromagnetice în practică.

Scara undelor electromagnetice se extinde de la undele radio lungi (λ> 1 km) la razele gamma (λ<10 -10 м) . Электромагнитные волны различной длины условно делят на диапазоны по различным признакам (способу получения, способу регистрации, характеру взаимодействия с веществом).

Se obișnuiește să evidențiem următoarele Șapte radiații: radiații de joasă frecvență, radiații radio, raze infraroșii, lumină vizibilă, raze ultraviolete, raze X și raze gamma.

Radiații de joasă frecvență are cea mai mică frecvență și cea mai mare lungime de undă. Sursele sale sunt curenții alternativi și mașinile electrice. Această radiație este slab absorbită de aer și magnetizează fierul. Este folosit pentru fabricarea magneților permanenți în industria electrică.

Unde radio sunt în intervalul de frecvență de la 10 3 la 10 11 Hz. Ele sunt emise de antenele emițătorilor și de asemenea de lasere. Undele radio se propagă bine în aer, sunt reflectate de obiecte metalice, nori. Undele radio sunt folosite pentru comunicații radio și radar.

Radiatii infrarosii are o frecvență chiar mai mare decât undele radio (până la 10 14 Hz) și este emis de toate corpurile încălzite. Trece bine prin ceață și alte corpuri opace, acționează asupra termoelementelor. Se foloseste pentru topire, uscare, in aparate de vedere nocturna, in medicina.

Lumina vizibila are o frecvență de ordinul a 10 14 Hz, o lungime de undă de 10 7 m. Aceasta este singura radiație vizibilă. Surse: Soare, lămpi. Lumina face vizibile obiectele din jur, se descompune în raze de diferite culori, provoacă un efect foto și fotosinteză.

Folosit pentru iluminat.

Radiația ultravioletă are o frecvență de 10 14 până la 10 17 Hz. Sursele sale: Soarele, lămpi de cuarț. Această radiație provoacă reacții fotochimice, se formează un bronz pe piele, ucide bacteriile, este absorbită de ozon. Este folosit în medicină, în lămpile cu descărcare în gaz.

raze X se formează într-un tub de raze X cu o decelerare bruscă a electronilor. Au o mare capacitate de penetrare, afectează activ celulele, emulsie fotografică. Sunt folosite în medicină, în radiografie.

Raze gamma (raze γ) au cea mai mare frecvență (10 19 -10 29 Hz). Ele se formează în timpul dezintegrarii radioactive, în timpul reacțiilor nucleare. Au cea mai mare capacitate de penetrare, nu se abate de câmpuri, distrug celulele vii. Sunt folosite în medicină, afaceri militare.

Biletul numărul 14

Principalele prevederi ale teoriei cinetice moleculare și fundamentarea lor experimentală. Masa și dimensiunea moleculelor.
Lumina este ca o undă electromagnetică. Viteza luminii. Interferența luminii, experiența lui Jung; culorile peliculelor subțiri.
Sarcina experimentală: „Măsurarea densității unei substanțe solide”.

Întrebarea 1. Principalele prevederi ale teoriei cinetice moleculare și fundamentarea lor experimentală. Masa și dimensiunea moleculelor.

Teoria cinetică moleculară(MKT) este un studiu al structurii și proprietăților materiei, folosind conceptul de existență a atomilor și moleculelor ca cele mai mici particule de materie.

TIC se bazează pe trei principii principale:

1.Toate substanțele sunt formate din cele mai mici particule: atomi și molecule.

2. Aceste particule se mișcă aleatoriu.

3. Particulele interacționează între ele.

Principalele prevederi ale TIC sunt confirmate de fapte experimentale.

Existența atomilor și moleculelor a fost dovedită experimental, fotografiile au fost obținute cu ajutorul microscoapelor electronice.

Capacitatea gazelor de a se extinde la infinit și de a ocupa întregul volum se explică prin mișcarea haotică continuă a moleculelor. Se explică și prin difuzie și mișcare browniană.

Elasticitatea gazelor, solidelor și lichidelor, capacitatea lichidelor de a umezi unele solide, procesele de colorare, lipire și păstrarea formei de către solide indică existența unor forțe de atracție și respingere între molecule.

Masele și dimensiunile moleculelor sunt foarte mici și este convenabil să folosiți nu valori absolute ale maselor, ci valori relative. Masele atomice relative ale tuturor elementelor chimice sunt indicate în tabelul periodic (în comparație cu masa unui atom de carbon).

Cantitatea de substanță care conține atâtea particule câte atomi există în 0,012 kg de carbon se numește unul se roagă.

Un mol din orice substanță conține același număr de atomi sau molecule. Acest număr se numește constanta lui Avogadro: .

Se numește masa unui mol Masă molară: .

Cantitatea de substanță este egală cu raportul dintre masa substanței și masa sa molară:.