чему равна циклическая частота колебательного контура

Колебательный LC контур: принцип действия, расчет, определение

916c029423fc49119d349ae6b3e1d51d

Сегодня нас интересует простейший колебательный контур, его принцип работы и применение.

За полезной информацией по другим темам переходите на наш телеграм-канал.

Колебания – процесс, повторяющийся во времени, характеризуется изменением параметров системы около точки равновесия.

По определению колебательный контур (или LC-контур) – это электрическая цепь, в которой происходят свободные электромагнитные колебания.

Кстати! Для всех наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы.

oscillatory circuit 567

Кстати! Для всех наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы.

Принцип действия колебательного контура

Давайте рассмотрим пример, когда сначала мы заряжаем конденсатор и замыкаем цепь. После этого в цепи начинает течь синусоидальный электрический ток. Конденсатор разряжается через катушку. В катушке при протекании через нее тока возникает ЭДС самоиндукции, направленная в сторону, противоположную току конденсатора.

Разрядившись окончательно, конденсатор благодаря энергии ЭДС катушки, которая в этот момент будет максимальна, начнет заряжаться вновь, но только в обратной полярности.

Колебания, которые происходят в контуре – свободные затухающие колебания. То есть без дополнительной подачи энергии колебания в любом реальном колебательном контуре рано или поздно прекратятся, как и любые колебания в природе.

Это обусловлено тем, что контур состоит из реальных материалов (конденсатор, катушка, провода), обладающих таким свойством, как электрическое сопротивление, и потери энергии в реальном колебательном контуре неизбежны. В противном случае это нехитрое устройство могло бы стать вечным двигателем, существование которого, как известно, невозможно.

29854 html 48781d2d

Еще одна важная характеристика LC-контура – добротность Q. Добротность определяет амплитуду резонанса и показывает, во сколько раз запасы энергии в контуре превышают потери энергии за один период колебаний. Чем выше добротность системы, тем медленнее будут затухать колебания.

Резонанс LC-контура

Электромагнитные колебания в LC-контуре происходят с определенной частотой, которая называется резонансной Подробнее про резонанс – в нашей отдельной статье. Частоту колебаний можно менять, варьируя такие параметры контура, как емкость конденсатора C, индуктивность катушки L, сопротивление резистора R (для LCR-контура).

Как рассчитать резонансную частоту колебательного контура? Очень просто! Приведем окончательную формулу:

kontur

Применение колебательного контура

Колебательный контур широко применяется на практике. На его основе строятся частотные фильтры, без него не обходится ни один радиоприемник или генератор сигналов определенной частоты.

Если вы не знаете, как подступиться к расчету LC-контура или на это совершенно нет времени, обратитесь в профессиональный студенческий сервис. Качественная и быстрая помощь в решении любых задач не заставит себя ждать!

Источник

Циклическая частота колебаний

Мерой колебательного движения служит циклическая (или угловая, или круговая) частотой колебаний.

Это скалярная физическая величина.

Циклическая частота при гармонических колебаниях

Пусть колебания совершает материальная точка. При этом материальная точка через равные промежутки времени проходит через одно и то же положение.

pic178

Циклическую частоту гармонических колебаний можно определить как частную производную от фазы колебаний по времени:

Циклическую частоту колебаний можно выразить через период (T) колебаний:

Единицей измерения циклической частоты в Международной системе единиц (СИ) является радиан, деленный на секунду:

Размерность циклической частоты:

Частные случаи формул для вычисления циклической частоты

Малые колебания физического маятника будут приблизительно гармоническими колебаниями с циклической частотой равной:

Примером физического маятника является математический маятник. Круговая частота его колебаний равна:

Угловая частота затухающих колебаний находится как:

Примеры задач с решением

Решение: Основой решения задачи станет уравнение гармонических колебаний точки, так как из условий, очевидно, что они происходят по оси X:

Максимальное значение скорости (амплитуда скорости) равна:

Ускорение точки вычислим как:

Из формулы (1.3) выразим амплитуду, подставим ее в (1.5), получим циклическую частоту:

Вычислим циклическую частоту:

pic179

Решение: Основой для решения задачи является формула нахождения частоты колебаний физического маятника:

Найдем момент инерции системы из двух точечных масс. Относительно центра масс (если ось вращения провести через точку C), момент инерции системы ($J_0$) равен:

Момент инерции нашей системы относительно оси, проходящей через точку О найдем по теореме Штейнера:

Подставим правые части выражение (2.2) и (2.4) в (2.1) вместо соответствующих величин:

Источник

Работа электрического колебательного контура

с электромагнитными излучениями,

вещественная форма сама должна быть

колебательной системой. И потому

все внутренние процессы являются

электромагнитными по характеру своему.

И потому Жизнь носит черты электромагнитного происхождения.

§1. Собственные незатухающие колебания в электрическом колебательном контуре

Все существующие формы вещества являются живыми электромагнитными автоколебательными системами, все они живут внутри электромагнитных автоколебательных полей, и потому вещество, и поле имеют одну общую природу – электромагнитную. Общая задача всех колебательных систем поддерживать и сохранять неизменным ритм своих незатухающих колебаний (свою жизнь) за счёт взаимодействия с ритмами электромагнитного поля. Поскольку все формы вещества и вся Вселенная полностью являются колебательными системами, а явления внутри них носят электромагнитный характер, поскольку в них ритмично протекает процесс превращения магнитной энергии в электрическую, и обратно, то Живой процесс имеет электромагнитную основу происхождения.

В природе космоса реально фиксируются два вида материи – вещественная или атомарная, и полевая или фотонная, она же светоносная материя, материя, которая переносит электромагнитные волны. Возбуждение волн в фотонной среде осуществляется активными излучателями, генераторами волн, которыми в реальных условиях природы являются генетические центры или центры памяти. Такой центр памяти (ядро) существует и у Вселенной, и у каждого атома. Все звёзды являются локальными генетическими центрами.

В Солнечной системе таким центром является Солнце. Сливаясь в систему по линии своих центров памяти, индивидуальные элементы, обладая своим сознанием и ощущением своего бытия, не размазываются с потерей индивидуальности и не растворяются, наоборот, обобщая свои системы ощущения в единую чувствительную систему, а свои информационные знания в единую структуру памяти, они расширяют область своих знаний, будучи единой сущностью. Система тел способна работать с длиной волны, большей, чем одиночный элемент системы. Поэтому при объединении в систему происходит распределение функциональных обязанностей между элементами системы.

Надо хорошо представлять, что вся жизнь биосферы планеты, жизнь самой планеты и всей Солнечной системы происходит внутри электромагнитных полей той или иной интенсивности. Надо так же помнить, что все формы вещества и само вещество имеет одно и тоже электромагнитное происхождение, что и все виды излучений. Поэтому все формы вещества являют собою колебательные системы, внутри которых происходят электромагнитные физические превращения.

Чтобы стал понятным живой процесс человека и всех форм жизни в условиях электромагнитных полей на Земле и в космосе, необходимо хорошо представлять взаимодействие вещества с излучениями. Все формы вещества имеют электрически заряженную внешнюю оболочку, исполненную в форме последовательного колебательного контура, и структуру памяти в форме параллельного колебательного контура. Все формы вещества состоят из этих двух частей, и все они являются колебательными системами – колебательными контурами. Чувствительные элементы электрически заряжены и эквивалентны электрическому конденсатору. А структура памяти обладает индуктивными свойствами, она эквивалентна катушке индуктивности (спиральной формы) в колебательном контуре, обладает магнитной энергией.

Колебательный контур является универсальной структурой, в которой бесконечно долго можно сохранять колебания, которые не зависят от информационного содержания колебаний электромагнитных волн. И потому всё разнообразие живых форм вещества, владея разным информационным содержанием, являются колебательными системами.Контур колебаний состоит всего из двух элементов – конденсатора (накопителя электрической энергии) и индуктивности, регулирующей ток колебаний. Разберём процесс колебаний на примере радиотехнического колебательного контура (Рис.1).

8 1

Рис.1. Схема колебательного контура. Переключатель К показан в нейтральном положении.

Источник питания постоянного, а не переменного тока выбран только для того, чтобы рассмотреть один период колебания заряда и разряда конденсатора.

В момент полного заряда конденсатора отключим его от источника напряжения электрической энергии подсоединим его к катушке индуктивности L, поставив переключатель К в положение 2 (рис.1). Конденсатор начнёт разряжаться через катушку индуктивности. Изобразим ход разряда конденсатора С через индуктивность L графически (Рис.2).

8 2

Рис. 2. Векторная и развёрнутая во времени диаграмма напряжений и тока колебательного разряда конденсатора.

В момент t= 0 конденсатор имеет максимальное значение U, а ток I, равный нулю. Далее ток разряда начнёт увеличиваться, создавая в катушке магнитное поле, которое будет нарастать по мере того, как ток разряда будет увеличиваться. Изменяющееся во времени магнитное поле индуктирует в проводнике катушки электродвижущую силу самоиндукции, направленную навстречу току разряда конденсатора (рис. 3), и (согласно правилу Ленца) будет препятствовать, но не прекращать нарастание тока. Практически э.д.с. самоиндукции автоматически управляет поведением тока разряда конденсатора, он изменяется не мгновенно, без скачков, а плавно.

8 3

Рис. 3. Схема разряда конденсатора через индуктивность. Возникшая в катушке Э.Д.С. (электродвижущая сила) самоиндукции

eL направлена навстречу току разряда i.

Силы электрического поля конденсатора ещё велики и они,преодолевая силу сопротивления сил индукционного электрического поля катушки, совершают работу, в результате которой потенциальная энергия электрического поля конденсатора плавно переходит в магнитное поле катушки индуктивности. И в момент времени полного разряда конденсатора его напряжение станет равным нулю, энергия его электрического поля полностью перейдёт в энергию магнитного поля индуктивности, достигнув максимального значения. На рис.2 этот момент показан при U= 0.

Ток разряда в этот момент достигает максимальной величины, проходя через катушку. И магнитное поле индуктивности станет максимальным по величине, запасая в себе максимальную магнитную энергию, равную половине произведения величины индуктивности на квадрат максимальной величины тока.

Wм. m = L I 2 m/2., где ток в амперах, индуктивность в генри, энергия в джоулях.

Поскольку энергия электрического поля конденсатора не расходовалась ни на какие другие преобразования (не нагревала провода катушки и пр.), то она полностью перешла в магнитную энергию поля индуктивности.

CU 2 m /2 = L I 2 m/2.

Итак, в результате полного разряда конденсатора потенциальная энергия его электрического поля неподвижных зарядов преобразовалась в кинетическую энергию магнитного поля тока движущихся электрических зарядов. Тем самым становится понятным, что магнитное поле существует до тех пор, пока есть движение электрических зарядов. Тем самым понятно, что в элементах памяти, обладающих магнитным полем, текут динамические процессы перемещения зарядов. Память исчезнет, если не будет внутреннего потока зарядов в замкнутом элементе памяти. Поэтому магнитный элемент памяти всегда нуждается в притоке электрических зарядов.

Мы остановились в своих рассуждениях о колебательном процессе в момент, когда электрическое напряжение конденсатора стало равным нулю, исчезло вместе с исчезновением зарядов на обкладках конденсатора. Исчезло и электрическое поле конденсатора, все электрические заряды перешли в электрическую цепь с катушкой индуктивности. Исчезла и сила, создающая течение тока, все заряды в пути своего движения. Магнитное поле при этом максимально большое.

Поскольку исчезло электрическое напряжение и электрическое поле конденсатора (инициатора всего процесса превращения энергии электрической в магнитную энергию индуктивности), то тот час же начнёт уменьшаться величина живительного электрического тока, начнёт уменьшаться и величина магнитного поля индуктивности. Здесь прямая зависимость магнитного поля от величины тока.

Поскольку ток начнёт уменьшаться, то магнитное поле отреагирует созданием электродвижущей силы самоиндукции, которая создаст ток того же направления, что и исходный ток разряда конденсатора. Так э.д.с. самоиндукции станет препятствовать убыванию тока, ибо от его наличия зависит состояние магнитного поля, а оно – хранитель памяти предыдущего нарастания тока. И теперь источником зарядки конденсатора, но в противоположной полярности, станет сама индуктивность. С убыванием изначального тока разряда начинается процесс перезарядки конденсатора (рис.4, левый контур).

8 4

Рис. 4.Схема разряда конденсатора и его перезарядки с учётом возникшей электродвижущей силы eLв катушке индуктивности.

Силы индукции в момент перезарядки конденсатора поддерживаю изначальный ток (предыдущего разряда конденсатора), способствуя перемещению электрических зарядов на обкладки (пластины) конденсатора. Магнитная энергия индуктивности полностью переходит в электрическую энергию конденсатора в момент его полной перезарядки. Общий ток, постепенно убывая, становится равным нулю. В момент, когда исходный ток станет равным нулю, исчезнет и магнитное поле индуктивности. Произойдёт полная перезарядка обкладок конденсатора. Та, которая была положительно заряженной (рис.3), будет иметь отрицательный заряд, а та, которая была отрицательной, станет положительно заряженной (рис.4).

Итак, в момент времени, равный половине периода колебания, когда ток в общей цепи станет равным нулю (см. рис.2), энергия магнитного поля полностью перешла в энергию электрического поля конденсатора, изменив его полярность на противоположную. Запомним, ритм магнитного поля изменил полярность электрически заряженных чувствительных органов.

Итак, начался второй полупериод колебательного процесса. Конденсатор, совершив перезарядку, станет снова разряжаться, снова будет нарастать величина электрического тока, появится магнитное поле, которое создаст э.д.с. самоиндукции, препятствующей нарастанию тока, потом ток достигнет максимальной величины. Снова исчезнет электрическое поле конденсатора, и начнётся новая перезарядка конденсатора, которая вернёт его в исходное состояние, время t = 0, в начало нового периода колебания.

Как показывает опыт, перезарядка конденсатора может происходить сколь угодно долго (если нет необратимых потерь) с равными промежутками времени – периодами колебаний. В реальных условиях индуктивность излучает электромагнитные волны, которые несут информацию об этом колебательном процессе, унося на себе часть энергии магнитного поля. И тогда, чтобы колебания не затухали, надо периодически подключать конденсатор к внешнему источнику электрической энергии, чтобы компенсировать потери на излучения.

И параллельный колебательный контур (как элемент памяти) снабжается последовательным колебательным контуром, как чувствительным элементом для взаимодействия с внешними электромагнитными полями и излучениями.

Как показывает математический анализ, незатухающий колебательный разряд конденсатора является электромагнитным процессом, изменяющимся во времени по синусоидальному – периодическому закону.

§2.Частота собственных незатухающих колебаний

Определим частоту собственных незатухающих колебаний в колебательном контуре, исходя из условия равенства электрической энергии конденсатора и магнитной энергии индуктивности. CU 2 m /2 = L I 2 m/2.

Исходя из формулы закона Ома, определим величину тока в цепи с конденсатором.

I= U/ 1/ωС.Величина 1/ωС – это емкостное сопротивление цепи тока,ω – угловая частота колебаний. Так в контуре будет равен: I = ω 2 LC. Отсюда определим угловую частоту, исходя из параметров элементов контура – индуктивности и ёмкости,ω = 1/ √LC.

Угловая частота колебаний в контуре равна единице, делённой на корень квадратный из произведения величины индуктивности на величину ёмкости. Отсюда находим частоту собственных незатухающих колебаний f = ω/2π = 1/ 2π√LC

Отсюда определяем период собственных незатухающих колебаний

T = 1/f = 2π√LC Индуктивность в генри, ёмкость в фарадах, период в секундах, частота в герцах.

В колебательном контуре распространяется волновое колебание, и потому важно знать волновое сопротивление контура. Сопротивление, равное порознь индуктивному и емкостному сопротивлениям колебательного контура при наличии в нём собственных незатухающих колебаний, называется волновым сопротивлением контура: ρ = √L/C – читается так: волновое сопротивление (в Омах) колебательного контура равно корню квадратного от деления индуктивности на величину ёмкости.

Из полученных экспериментальных данных видно, что мгновенные значения энергий электрического поля конденсатора и магнитного поля индуктивности несинусоидальные, так как зависят от квадрата косинуса и синуса угла ωt.

Сумма мгновенных значений энергии электрического поля конденсатора и магнитного поля катушки (спирали) индуктивности в колебательном контуре при наличии в нём собственных незатухающих колебаний является величиной постоянной, не зависящей от времени, и равной порознь величинам максимальной энергии электрического поля и магнитного поля. Эти поля полностью обеспечивают себя энергией и не нуждаются в получении её от внешнего источника энергии. Это в идеальном случае, когда нет потерь на излучение и тепловых потерь.

В реальности, чтобы в электрической цепи, состоящей из индуктивности и ёмкости с активным сопротивлением, происходили незатухающие синусоидальные колебания, необходимо эту цепь питать электрической энергией от источника с переменным синусоидальным напряжением. При этом, если, например, максимальная энергия, запасаемая в магнитном поле катушки индуктивности (элемент памяти), больше максимальной энергии, запасаемой в электрическом поле конденсатора, L I 2 m/2 › CU 2 m /2, то магнитное поле индуктивности, исчезая в процессе колебания, передаст не всю свою энергию электрическому полю конденсатора, а только часть, равную максимальной величине этого поля. Оставшуюся часть магнитное поле возвратит в тот источник, который возбудил колебания в контуре.

И наоборот, когда электрического поля конденсатора недостаточно для получения максимальной магнитной энергии, индуктивность получает её от источника возбуждения колебаний, например, из внешнего электромагнитного поля.

Когда индуктивное и емкостное сопротивления близки по величине друг к другу, но при этом значительно превосходят величину активного сопротивления в цепи контура, возникающие напряжения на ёмкости и индуктивности могут значительно превышать даже само напряжение источника электрической энергии. При этом возникает представление, что энергия возникает как бы из ниоткуда.

При этом на конденсаторе образуется напряжение 557,5 в, напряжение на катушке 660в при общем токе 2 ампера.

§3. Электрический резонанс напряжения и резонанс токов

Резонанс напряжения.

Как уже говорилось ранее, все чувствительные оболочки вещественных форм, начиная с атома водорода, являются электрически заряженными, и по своей структуре выглядят как последовательный колебательный контур. Если к электрической цепи, состоящей из последовательно соединённых активного сопротивления, индуктивности и ёмкости (рис.5), приложить переменное напряжение, изменяющееся по синусоидальному закону, u = Um Sinωt, то в этом контуре возникнут ВЫНУЖДЕННЫЕ электромагнитные колебания переменного тока, частота которого будет совпадать с частотой приложенного к цепи контура напряжения. Переменный ток, возникающий в этом контуре, будет так же изменяться по закону синуса,

i = Im Sin (ωt-φ). Величина угла сдвига фаз φзависит от величин сопротивления индуктивности, ёмкости и активного сопротивления. tgφ = (ωL – 1/ωC)/r. Изменяя величины L, C, угловую частоту ω, можно добиться такого режима, когда tgφ = 0. Значит, и сам угол сдвига фаз φ колебаний будет равен нулю. Это будет означать, что ток и напряжение в цепи контура будут совпадать по фазе колебаний.

5 5

Рис.5. Схема цепи с последовательным соединение индуктивности, ёмкости и активным сопротивлением.

Режим колебаний, когда в цепи с индуктивностью (элемент памяти) и ёмкостью (накопитель энергии, чувствительная оболочка) напряжение и ток совпадают по фазе колебаний, называется ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ РЕЗОНАНСОМ. Различают два вида электрического резонанса – резонанс напряжений и резонанс токов.

Резонанс напряжений возникает в цепи последовательного колебательного контура, когда индуктивность и ёмкость включены последовательно с источником электрического питания (рис.5). Это условие в точности соответствует подключению чувствительных органов/рецепторов к внешним электромагнитным полям.

Резонанс токов возникает в цепи колебательного контура, где индуктивность и электрическая ёмкость подключены параллельно к источнику электрического тока (рис. 6).

8 6

Рис.6. Схема электрического колебательного контура, состоящего из параллельно соединённых индуктивности, ёмкости и активного сопротивления.

Важно понять, что при резонансе напряжений оперативная память и чувствительная система рецепторов соединены последовательно. В этом случае ток и напряжение будут совпадать по фазе колебаний с частотой и фазой внешнего переменного напряжения. В этом явлении информация внешней среды без искажения трансформируется в токи, напряжения, электрическое и магнитное поле чувствительного элемента живой формы вещества.

Это очень важное свойство имеют все живые системы: они безошибочно руководствуются сведениями внешнего энергоинформационного поля.

Поэтому можно сказать, что резонанс напряжений – это такое явление в цепях переменного тока живых колебательных систем, при котором наблюдается совпадение частоты вынужденных колебаний с частотой собственных незатухающих колебаний живой системы.

При резонансе напряжений в колебательном контуре местное напряжение на индуктивности находится в противофазе с местным напряжением на ёмкости (сдвинуты по фазе на 180°), их геометрическая сумма векторов равна нулю. Это и приводит к тому, что всё приложенное напряжение при резонансе напряжений расходуется только на преодоление активного сопротивления.

Важно! Если окажется, что при явлении резонанса напряжений индуктивное сопротивление будет равно емкостному сопротивлению, и при этом каждое из них будет значительно превышать активное сопротивление (мало активное сопротивление), то падение напряжения на индуктивности и ёмкости будут значительно превышать падение напряжения на активном сопротивлении.Следовательно, напряжения на рецепторах и на оперативной памяти будут значительно превышать приложенное из внешней среды напряжение. Тем самым в живых системах происходит значительное усиление электромагнитных сигналов внешней среды. Этим и объясняется слабое и сверхслабое взаимодействие в биологии и медицине и проблема КТ решается просто.

Перенапряжения, возникающие на индуктивности (оперативная память) и на ёмкости (рецепторы) при резонансе напряжений, обусловлены тем, что внутри цепи колебательного контура возникают относительно мощные местные колебания энергии между магнитным полем индуктивности и электрическим полем конденсатора. Это колебания между структурой оперативной памяти и рецепторами. Например, колебания между протоном и электронной оболочкой в атоме водорода. Такое явление резонанса напряжения свойственно всем атомам – между ядром и электронной оболочкой.

В любой момент времени при резонансе напряжений общее количество энергии, ЗАПАСАЕМОЕ в электрическом и магнитных полях резонансного контура, постоянно (внутренний гомеостаз живой системы). Оно равно максимальному количеству энергии, запасаемой магнитным полем индуктивности (оперативной памяти) ИЛИ электрическим полем конденсатора (рецепторной системой).

При резонансе напряжений колебательный контур живой системы (любое биологическое существо, любой атом и вещественная форма) по отношению к внешнему информационному полю является чисто активной системой. И в этом случае СЛАБОЕ внешнее электромагнитное поле посылает в электрическую цепь структуры организма только ту энергию, которая нужна для покрытия активных потерь.

Что же касается энергии, потребной для сохранения магнитного поля индуктивности (сохранение знаний структуры памяти), и энергии, потребной для создания электрического поля конденсатора (рецепторное электрическое поле), то внешнее электромагнитное поле разгружен от них. Это вызвано тем, что индуктивность и конденсатор (память и рецепторы) взаимно обмениваются энергией. Тем самым Жизнь данного элемента может длительно сохраняться при отсутствии внешнего электромагнитного поля нужного диапазона частот, что мы и наблюдаем на примере, например, атомов или вирусов.

Чем меньше активное сопротивление данного элемента живой и последовательной колебательной системы, те при прочих равных условиях будут мощнее электромагнитные колебания в цепи контура при резонансе напряжений. Тем большим количеством энергии обмениваются оперативная память (индуктивность) и рецепторы (конденсатор).

Индуктивное и емкостное сопротивления при резонансе напряжений порознь равны волновому сопротивлению электропроводной цепи контура. Тем самым находим объяснение избирательного взаимодействия формы вещества с внешними электромагнитными полями. Каждому виду живых существ нужна своя персональная гармоника электромагнитного поля, своя поляризация (угол наклона вектора электрического поля). Поэтому все формы вещества взаимодействуют под некоторым углом к внешнему полю.

Затухание полезного сигнала (невежество) в последовательном колебательном контуре численно равно отношению величины напряжения внешнего электромагнитного поля к величине падения напряжения на индуктивности (оперативная структура памяти) или на конденсаторе (рецепторе).

При исследовании резонансных явлений и определения добротности (жизнеспособности) живых колебательных систем важную роль играет зависимость действующего значения токов и напряжений в колебательном контуре от частоты внешней электромагнитной волны, от параметров индуктивности (структуры памяти) и ёмкости (рецепторная ёмкость) колебательной системы.

8 7

8 8

Рис. 8. Резонансная кривая тока: 1 – при малом затухании, малом активном сопротивлении. 2 – при большом активном сопротивлении, большое затухание тока жизни.

Резонанс токов

Резонансом токов называется такой режим в цепи переменного тока параллельного колебательного контура, когда индуктивность и ёмкость подсоединены параллельно к внешнему источнику синусоидального напряжения (рис.6), при котором ток в неразветвлённом участке электрической цепи и напряжение внешнего источника энергии, совпадают по фазе колебаний.

Параллельный колебательный контур является замкнутым контуром тока, он тождественен замкнутому элементу памяти. Вспомним, что последовательный колебательный контур является разомкнутым контуром по отношению к внешнему электромагнитному полю, которое является источником электрического напряжения для входных чувствительных систем.

Резонанс токов возникает в параллельном колебательном контуре тогда, когда реактивные составляющие проводимости параллельных ветвей с индуктивностью и ёмкостью численно равны друг другу. Тогда ток в неразветвлённом участке цепи при резонансе токов равен сумме активных составляющих токов в параллельных ветвях. Но в ветви с ёмкостью активная составляющая равна нулю, поскольку в ней активное сопротивление равно нулю. И тогда ток в неразветвлённой части будет равен активной составляющей тока в цепи с индуктивностью (в структуре памяти). Но активное сопротивление в цепи с индуктивностью значительно меньше реактивного индуктивного сопротивления. И ток в параллельных ветвях оказывается во много раз больше тока в неразветвлённом участке цепи контура.

Тем самым можно считать, что при резонансе токов в структуре памяти, а она тождественна параллельному контуру, резко увеличивается БЫСТРОТА МЫШЛЕНИЯ. Если при резонансе напряжения во входных устройствах организма (органы чувствования) происходит многократное усиление слабых электромагнитных сигналов, и мы решаем проблему КТ биологии, то при резонансе токов мы решаем проблему быстрого мышления.

Определим резонансную частоту, т.е. частоту, при которой при заданных параметрах индуктивности, ёмкости и активного сопротивления наступает резонанс токов. На практике чаще всего имеют дело с резонансными контурами, в которых активное сопротивление в параллельной цепи с ёмкостью отсутствует, а в цепи с индуктивностью активное сопротивление r1 значительно меньше индуктивного сопротивления ωL. В этом случае резонансная частота определяется по той же формуле, что и для резонанса напряжений: ω0 = 1/ √LC.Читается, как единица, делённая на корень квадратный из произведения индуктивности на величину ёмкости. При резонансе токов токи в параллельных ветвях равны между собой.

8 9

Рис.9. Схема резонансного контура без активного сопротивления в цепи с ёмкостью.

Важной особенностью резонанса токов в параллельном колебательном контуре является то, что реактивные составляющие токов параллельных ветвей компенсируют друг друга, а токи в этих ветвях обычно значительно превышают ток в неразветвлённой части (общая цепь сети), то этот электрический резонанс и назван резонансом токов.

Добротность или качество контура Q = ρ/r1 (рис.9). И тогда добротность контура – это величина, показывающая, во сколько раз ток в резонаторе (резонансный контур) больше тока неразветвлённой части цепи при резонансе токов. I1/I = I2/I = Q (рис.6). Качество резонаторов достигает большой величины (1 000 и более), поэтому важно знать условие резонанса токов в параллельном контуре.

В этом одно из важнейших свойства структуры памяти – резонансное узнавание информации и быстрота мышления.

В отличие от резонанса напряжений (в чувствительных системах) при резонансе токов в структуре памяти сумма энергий электрического и магнитного полей контура памяти не является величиной постоянной. Это означает, что имеются такие моменты, когда электрическая или магнитная энергия полей контура расходуются частично или полностью в активном сопротивлении контура памяти.

Удивительно то, что работа головного мозга человека, обеспечиваемая ретикулярной формацией продолговатого мозга как источником электрического поля, до деталей в точности тождественна работе технического параллельного колебательного контура при резонансе токов[2].

В реальности каждый человек ощущает это явление каждую ночь в режиме так называемого быстрого (или парадоксального) сна. Нейроны мозга в режиме отдыха тела (при отключении органов ощущения) питаются энергией ретикулярной формации. А в режиме бодрствования органы ощущения напрямую подзаряжают ретикулярную систему, и так повторяется всю жизнь. Мозг не может мыслить без энергии, ретикулярная формация не может сама вырабатывать электрическую энергию, ей нужна система чувствования, способная взаимодействовать с электромагнитной средой, преобразовывая излучения в токи той же частоты, свойственной данному виду живых существ. Поэтому в природе существует главный закон – закон сохранения и развития жизни, осуществляемый через процесс познания законов природы и сохранения этих знаний.

В заключении рассмотрим,как изменяются реактивные токи: I1 в параллельной ветви с индуктивностью; I2 в параллельной ветви с ёмкостью; и общий ток I в неразветвлённой цепи колебательного контура в зависимости от частоты вынужденных колебаний ω. Рассмотрим это для реального случая, когда активное сопротивление спиральной структуры памяти мало, а в цепи накопителя энергии оно вообще равно нулю (рис. 10).

8 10

Рис. 10. График изменения токов I1; I2 в параллельных ветвях колебательного контура и общего тока Iв зависимости от угловой частоты ω.

Ток в параллельной ветви с индуктивностьюI1 (а это ток элемента памяти) изменяется в зависимости от частоты вынужденных колебаний по гиперболическому закону. При ω = 0 ток в этом участке равен отношению напряжения к малой величине активного сопротивления в индуктивной цепи. А при ω → ∞ ток I1 стремится к нулю.

Это означает, что ток в структуре памяти I1 с ростом частоты вынужденных колебаний уменьшается до полного прекращения. Поэтому-то высокочастотные колебания, поступающие из внешней среды, вредны для структуры памяти – она прекращает мыслить. С ростом частоты внешних сигналов память перестаёт реагировать на них, она не различает их изменения, не развивается и полностью от них отключается.

У чувствительных систем с ёмкостными свойствами, наоборот, с ростом частоты вынужденных колебаний внешней среды растут токи I2 до бесконечности, что гибельно для самих элементов. При малой частоте колебаний внешней волны рецепторы не воспринимают эту волну, они теряют бдительность, не замечая изменений.

Это также говорит о том, что чувствительная система начинает своё развитие с высокочастотных сигналов, постепенно переходя к более низким частотам. Книга жизни читается с начала, а не с конца, путём логического считывания информации с нарастанием её смысла, т.е. с нарастанием длины волны.

Когда в поведении людей отмечается быстрота разговорной речи, следует видеть конец их эволюции.

Как зависит течение токов в параллельном колебательном контуре, особенно в индуктивной его части, при неизменной частоте напряжения, идущего от чувствительной системы, но при этом изменяется величина электрической ёмкости? Другими словами, как реагирует структура памяти на величину электрической ёмкости её источника питания в условиях неизменной сигнальной информации среды? Ход изменения токов представлен на рис. 11.

8 11

8 12

Рис. 12. Эквивалентная схема живой вещественной системы.

Два Начала, одно с магнитными свойствами индуктивности, а другое с электрическими свойствами,образуют целостную структуру, готовую к ритму колебательного процесса. Готовую, но ещё не колеблющуюся.

Данная система возбуждается, в полном смысле слова – оживает, с приходом в область её пребывания электромагнитной волны соответствующего диапазона частот. Порция энергии волны вдохнула жизнь в данную форму, и в ней возникает волнообразный процесс перекачки энергии от электрической ёмкости к индуктивной спиральной форме памяти и обратно от индуктивности к ёмкости без участия внешнего поля волны. Началась самостоятельная жизнь данной формы вещества, и этот колебательный процесс может длиться долго.

Но внешняя волна пришла снова, и своим напряжением возбудила чувствительные элементы последовательного колебательного контура, за счёт чего слабое напряжение волны усилилось в сотни тысяч раз. И усиленное напряжение без искажения смысла передаётся в параллельную структуру колебательного контура, где вызывает токи, текущие по замкнутому контуру в режиме незатухающих колебаний. Так напряжение внешней волны преобразовывается в токи структуры памяти, и хранится в неизменном виде незатухающих колебаний. Движение токов формирует магнитное поле той же формы, что и токоведущая система. Так формируется форма мысли за пределами контура токов.

Потери энергии за счёт мышления требуют компенсации от своего источника энергии, которому в свою очередь требуется подзарядка от чувствительной системы, а рецепторам нужно наличие внешнего электромагнитного поля, которое формируется генетическим центром следующего уровня иерархии форм. Так возбуждается жизнь, возникает рост и развитие под внешним управлением до уровня совершенствования, заданного геномом внешней среды.

Назначением каждой формы вещества является поддержание своих внутренних колебаний в заданном диапазоне параметров. Если в среде заметна убыль ЭМИ данного уровня, одиночные родственные элементы объединяются на том же принципе диполей, так формируются системы, способные воспринимать ЭМИ длинных волн и расщеплять их до нужного предела. Начался живой процесс. Так форма материи становится МЕРОЙ информационного содержания во внешнем электромагнитном поле

Контрольные вопросы к уроку №8

1.Почему Жизнь имеет электромагнитное происхождение?

2.В чём проявляется универсальность колебательной системы?

3.В чём разница параллельного и последовательного колебательного контура?

4.Расскажите процесс зарядки и разряда конденсатора.

5.Что такое индуктивность, самоиндукция, индукция?

6.Что препятствует быстрому заряду и разряду источника питания структуры памяти?

7.Как связано существование магнитного поля с динамикой электрических зарядов?

8.Что такое круговая частота и частота собственных незатухающих колебаний? Связь частоты и длины волны излучений через скорость света. Связь частоты колебаний со временем и пространством.

9.Что такое резонанс напряжений, где он возникает, и что он даёт?

10.Почему все чувствительные органы работают в напряжённом режиме?

11.Что служит причиной приёма и обработки электромагнитной информации без искажения во внутрь живой системы?

12.Чем объяснить индивидуальное существование взаимозависимых элементов в системе тел и систем между собой?

13.Что такое резонанс токов и кому он принадлежит?

14.Чем можно объяснить сверхслабые взаимодействия в биологии и медицине?

15.Расскажите суть БЫСТРОГО или парадоксального сна у всех млекопитающих? У кого он может ещё быть?

Нужен ли источник электрической энергии для структуры памяти? Роль белковых молекул для генома – ДНК.

[1] Индуктивность – иначе называется как коэффициент самоиндукции, количественная характеристика связи между силой электрического тока в замкнутом контуре с магнитным потоком через контур, созданным током в контуре.

Магнитная индукция – мера магнитного состояния магнитного поля, величина векторная.

[2] Цыган В.Н., Богославский М.М.,Князькин И.В., Апчел В.Я. Физиология и патология сна. СПб.: ВМА. Специальная литература. 2006. – 160с.

Источник

admin
Делаю сам
Adblock
detector