☰ Mundarija · Fizika

Rezonans va laboratoriya ishi

Darslar 18–19 · 2 ta dars · N. Sh. Turdiyev, K. A. Tursunmetov, A. G. Ganiyev, K. T. Suyarov, J. E. Usarov, A. K. Avliyoqulov. Fizika 11-sinf, 1-nashr. «Niso Poligraf» nashriyoti, Toshkent, 2018
18

O‘zgaruvchan tok zanjirida rezonans hodisasi

Darslik: 62–64-betlar
MaqsadKetma-ket zanjirda kuchlanishlar rezonansi shartini ω₀ = 1/√(LC), rezonansdagi Iₘ = Uₘ/R va U_L = U_C = Iₘ·X ni tushuntirish va radio sozlashda qo‘llanishini bilish.
Yangi so‘zlar
rezonans · resonancexususiy chastota · natural frequencyrezonans egri chizig‘i · resonance curvekuchlanishlar rezonansi · voltage resonance
Tushuntirish

Ketma-ket R–L–C zanjirda tashqi kuchlanish chastotasi shunday bo‘lsaki, X_L = X_C bo‘lib qolsa, reaktiv qarshilik nolga teng bo‘ladi va to‘la qarshilik eng kichik qiymatga tushadi: Z = R. Unda tok amplitudasi eng katta: Iₘ = Uₘ/R — bu elektr zanjirdagi rezonans. Shart ωL = 1/(ωC) dan rezonans chastotasi ω_rez = 1/√(LC) (ν_rez = 1/(2π√(LC))), ya’ni tashqi chastota konturning xususiy chastotasi ω₀ ga teng. Tok amplitudasining chastotaga bog‘liqlik grafigi — rezonans egri chizig‘i; R qancha kichik bo‘lsa, cho‘qqi shuncha baland va tor. Rezonansda g‘altak va kondensatordagi kuchlanishlar teng: U_L = U_C = Iₘ·X_L = (Uₘ/R)·√(L/C); agar (1/R)√(L/C) > 1 bo‘lsa, ular manba kuchlanishidan katta bo‘ladi (shu sababli bu hodisa kuchlanishlar rezonansi deyiladi) va izolyatsiya teshilishiga olib kelishi mumkin. Radiopriyomnikda kontur sig‘imi yoki induktivligi o‘zgartirilib, uning xususiy chastotasi kerakli stansiya chastotasiga tenglashtiriladi: shu signalga rezonans bo‘lib, u boshqalardan kuchliroq ajralib chiqadi.

Namunalar
L = 50 mH, C = 20 μF: LC = 10⁻⁶ s², ω₀ = 1/√(LC) = 1000 rad/s, ν₀ = 1000/(2π) ≈ 159 Hz. R = 10 Ω, Uₘ = 20 V: Iₘ = 2 A; X_L = ω₀L = 50 Ω, U_L = U_C = 2·50 = 100 V = 5Uₘ.
Priyomnik konturi L = 250 μH. 1 MHz li stansiyaga sozlash uchun C = 1/(4π²ν²L) = 1/(39,5·10¹²·2,5·10⁻⁴) ≈ 1,0·10⁻¹⁰ F ≈ 100 pF. 4 marta yuqori chastotaga sozlash uchun sig‘imni 16 marta kamaytirish kerak (C ~ 1/ν²).
Sinfda faoliyat

O‘qituvchi bilan: tayyor o‘quv radiopriyomnigining (yoki sozlanuvchi kondensatorli modelning) sozlash tugmasini burab, nima o‘zgarayotganini aniqlang (sig‘im yoki induktivlik). Stansiyalarni ajratish tamoyilini rezonans bilan tushuntiring. O‘zingiz antenna yoki simlarni elektr tarmog‘iga ulamang.

Mashq
1
Kuchlanishlar rezonansi sharti nima?
2
L = 0,1 H, C = 10 μF. ω_rez necha rad/s?
3
Rezonansda R = 5 Ω, X_L = 100 Ω. Konturning (1/R)√(L/C) = X_L/R qiymati nechaga teng?
4
Nima uchun rezonansda g‘altak va kondensatordagi kuchlanish manba kuchlanishidan katta bo‘lishi mumkin va bu nega xavfli?