tutkielma.pdf, 350 kB - Helsinki.fi

Syntyneen vaihtojännitteen taajuus sekä vastaa luvussa 5.10. määritettyä taajuutta3500 … 3600 Hz, että toteuttaa RCL-piirin resonanssiehdonf =2π1LC=2π1≈ 3580Hz9mH ⋅0,22µ FKun kondensaattorin annetaan purkautua käämin kautta, käämissä tapahtuva itseinduktiovastustaa purkausvirran muuttumista, joten virta kasvaa niin kauan kuin kondensaattorissariittää varausta. Kondensaattorin tyhjennyttyä virta on suurimmillaan, jotenkondensaattori alkaa varautua uudestaan; tällä kertaa vastakkaismerkkiseksi. Kääminvirran pienentyessä itseinduktio aiheuttaa käämiin lähdejännitteen, joka vastustaa muutostakunnes kondensaattori on varautunut uudestaan. Tämän jälkeen kondensaattorialkaa jälleen purkautua ja samat vaiheet toistuvat uudelleen ja uudelleen.Kondensaattorin ja käämin muodostamaan piiriin syntynyt vaihtovirta kuljettaavuoroin energiaa kondensaattorin sähkökentästä käämin magneettikenttään ja vuoroinkäämin magneettikentästä kondensaattorin sähkökenttään. Ilmiötä sanotaan sähköiseksivärähtelyksi, koska se tapahtuu ilman ulkoista virtalähdettä. Koska piirillä on hiemanresistanssia, virta vaimenee vähitellen.Ilmiö voidaan rinnastaa jousen mekaaniseen värähtelyyn, jossa energia muuttuuvuoroin jousivoiman potentiaalienergiaksi ja vuoroin liike-energiaksi.5.12 Värähtelypiirien resonanssiMekaanisen värähtelijän tavoin sähköinen värähtelijä joutuu resonanssiin sen ominaistaajuudellavärähtelevän toisen värähtelijän kanssa. Tämän osoittamiseksi rakennetaankaksi samanlaista värähtelypiiriä. Syötetään toiseen piiriin vaihtovirtaa sen resonanssitaajuudellaja mitataan kummankin piirin kondensaattorin jännite oskilloskoopilla.Tällöin havaitaan, että lähteettömään piiriin syntyy vaihtojännite, jonka taajuus onsama kuin virtalähteen taajuus. [2, s. 106; 8, s. 120]600 r0,22 µF 9 mH 0,22 µF2,5 ΩU 1 ( t ) U 2 ( t )3570 HzKuva 5.12.1Ilmiö voidaan rinnastaa mekaaniseen aaltoliikkeeseen, jossa väliaineessa eteneväaaltoliike siirtää energiaa lähteestä vastaanottimeen. Energian siirtyminen sähköisestävärähtelijästä toiseen voidaan selittää sähkömagneettisessa kentässä etenevän aaltoliikkeenavulla.48