【种花家务·物理】3-6-02振荡电流的周期和频率『数理化自学丛书6677版』
【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』,此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版,并于1977年正式再版的基础自学教材,本系列丛书共包含17本,层次大致相当于如今的初高中水平,其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材,很多概念已经与如今迥异,因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外,黑字是教材原文,彩字是我写的注解。
【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版,即80年代的改开版,改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容,直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版,首先是因为6677版保留了很多古早知识,让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小,即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材,不该被埋没在故纸堆中,是故才打算利用业余时间,将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。
第六章无线电基础
【山话|| 本系列专栏中的力单位达因等于10⁻⁵牛顿;功的单位尔格等于10⁻⁷焦耳;热量的单位卡路里等于4.186焦耳;电荷的单位静库(1库伦=3×10⁹静库);电势的单位静伏等于300伏特。另外这套老教材中力的单位常用公斤、克等,但如今是不允许的,力是不能使用质量单位的。】
§6-2振荡电流的周期和频率
【01】在振荡电路中,通过某一点的电流,由某个方向的最大值再恢复到这个方向的最大值时,我们就说电流完成了一次全振荡、完成一次全振荡所经过的时间,叫做振荡电流的周期,在 1 秒钟内完成全振荡的次数,叫做振荡电流的频率。
【02】在无阻尼振荡电路里,它的振荡周期是由电路本身的性质所决定的,我们把这个周期叫做振荡电路的固有周期,相应的振荡频率,就叫做固有频率。
【03】者振荡电路的固有周期与电路的自感系数和电容器的电容有关。理论和实验指出:在电阻很小的振荡电路里,它的固有周期应为 。式中自感系数 L 应以亨利为单位,电容 C 应以法拉为单位。
【04】因为频率 ,所以固有频率应为
。
【05】从以上的式子里,可以知道:在振荡电路中,如果改变线圈的自感,可以使振荡电流的周期随自感的增减而增减;如果改变电容器的电容,也可以使振荡电流的周期随电容的增减而增减。线圈的自感越大,阻碍电流增强和减弱的作用也越大,电容器放电和充电一次所需要的时间就越长,即周期越长。如果线圈不变,最初加在电容器上的电压一定,那么电容器的电容越大,它所容纳的电荷就越多,每放电和充电一次所需要的时间也就越长,即振荡电流的周期越长。
【06】由此可见,我们可以用两种方法来改变振荡电路的周期:(1)改变线圈匝数来改变自感;(2)用可变电容器来改变电容。在无线电技术里,这两种方法,都被采用。
例1.有一自感 L =40 微享利,和电容 C=250 静电系单位电容所构成的振荡电路,求它的固有振荡周期和振荡频率。
【解】
因为 L=40微亨利=40×10⁻⁶亨利;
C=250静电系单位电容=法拉;
根据 秒。
因为 赫兹=1.5百万赫兹。
习题6-2
1、什么叫振荡电流?电磁振荡是如何形成的?
2、阻尼振荡和无阻尼振荡有何不同?试举例说明。
3、在振荡电路中,如果把可变电容器的动片组逐渐旋转得和定片组重迭,那末它的固有频率将如何改变?试观察在无线电收音机里,电台频率的选择和电容改变的关系。
4、一个电路具有 9×10⁻⁵ 亨利的自感和 0.004 微法拉的电容,求它的振荡周期和振荡频率。【3.77×10⁻⁶秒,265千赫兹】
5、如果振荡电路中自感线圈工是 2×10⁻³ 毫亨利,要使该电路能产生 1500 千赫兹的振荡电流,问它的电容器的电容应该是多少?【0.0056微法拉】