Цель урока: формировать представление об автоколебаниях; самые разные частоты вырабатывают с помощью автоколебательных систем, без них были бы невозможны современная радиосвязь, телевидение.
Ход работы
Проверка домашнего задания методом заполнения таблицы
- На карточках, розданных учащимся, с правой стороны хаотично расположены правильные ответы; с левой стороны записаны формулы, законы, выражения величин, по изученной теме.
В течение 7 минут надо записать правильные коды ответов и сдать работу учителю.
|
1 |
Энергия магнитного поля |
1 |
Im= Um/R |
|
2 |
Энергия электрического поля |
2 |
XC= 1/ω C |
|
3 |
Полная энергия колебательного контура |
3 |
Wp= qm2/2C |
|
4 |
Основное уравнение, описывающее свободные колебания в контуре |
4 |
Im= qmω |
|
5 |
Формула Томсона |
5 |
U=Umsinωt |
|
6 |
Закон изменения электрического заряда |
6 |
T= 2π/ω0= QUOTE |
|
7 |
Закон изменения силы тока |
7 |
Q′′= – q/ LC |
|
8 |
Амплитуда силы тока |
8 |
I= Im/ QUOTE |
|
9 |
Закон изменения напряжения |
9 |
XL = ωL |
|
10 |
Поток магнитной индукции |
10 |
Q= qmcosω0t |
|
11 |
Активное сопротивление в электрической цепи с резистором |
11 |
W= QUOTE |
|
12 |
Действующее значение силы тока |
12 |
Ф= BScosωt |
|
13 |
Действующее значение напряжения |
13 |
I =Imsin(ωt+φ) |
|
14 |
Формула емкостного сопротивления |
14 |
R= Um/Im |
|
15 |
Формула индуктивного сопротивления |
15 |
P = I2R |
|
16 |
Амплитуда силы тока при резонансе |
16 |
Wk= Li2/2 |
|
17 |
Мощность в электрической цепи с резистором |
17 |
U=Um/ QUOTE |
Код ответа: 1- 16; 2- 3; 3- 11; 4- 7; 5- 6; 6- 10; 7- 13; 8- 4; 9- 5; 10- 12; 11- 14; 12- 8; 13- 17; 14- 2; 15- 9; 16- 1; 17- 15/
Изучение нового материала
Повторение механических автоколебаний.
1. Автоколебательные системы.
Если в систему, в которой могут происходить свободные электромагнитные колебания,
Поместить источник энергии и система сама регулировала бы подачу энергии порциями, то появятся незатухающие колебания.
Системы называются Автоколебательными, если в них создаются незатухающие колебания за счет поступления энергии от источника внутри системы.
Генератор на транзисторе – автоколебательная система.
2. Как создать незатухающие колебания в контуре?
Необходимо обеспечивать автоматическую работу клапана или ключа. 
Клапан должен обладать большим быстродействием. Такую работу безынерционного клапана выполняет транзистор, который состоит из 3-х полупроводников: коллектора, 
Эмиттера и базы. Эмиттер и коллектор имеют одинаковые основные носители заряда;
Основные носители базы имеют противоположный знак.
3. Работа генератора на транзисторе. 
На схеме видим, что колебательный контур последовательно соединен с источником напряжения, а далее расположен транзистор.
На коллектор подается отрицательный потенциал, а на эмиттер – положительный.
Переход база – коллектор является обратным (ток в цепи не идет); при этом переход эмиттер - база оказывается прямым. Что соответствует разомкнутому ключу на схемах.
Чтобы в контуре появился ток и зарядил конденсатор необходимо сообщать базе отрицательный потенциал относительно эмиттера. Это соответствует замкнутому ключу на схеме. Для компенсации потерь энергии в контуре напряжение на эмиттерном переходе
Должно постоянно менять знак, для осуществления обратной связи.
В данном случае обратная связь возникает из-за индуктивной связи катушек. Одна из ник расположена в контуре, другая подключена к эмиттерному переходу.
Чтобы колебания в контуре не затухали, необходимо подбирать фазу колебаний напряжения на эмиттерном переходе так, что «толчки» тока действуют на контур в нужные интервалы времени.
От индуктивности катушки и емкости конденсатора зависит частота колебаний в контуре.
ω0=1 / QUOTE 
Чем меньше индуктивность и емкость, тем больше частота колебаний
Генераторы на транзисторах широко применяются в радиотехнических устройствах, электронно – вычислительных машинах.
4. Основные элементы автоколебательной системы.
Выделим основные элементы, применяемые во многих автоколебательных системах.
|
Источник энергии автоколебаний |
Для электромагнитных колебательных систем |
Для механических колебательных систем |
|
|
1. Источник постоянного напряжения |
Генератор на транзисторе |
Потенциальная энергия поднятой гири или сжатой пружины |
|
|
2. Колебательная система |
Колебательный контур |
Маятник |
|
|
3. Регулятор поступления энергии |
Транзистор |
Анкерное устройство |
|
|
4. Обратная связь |
Индуктивная связь катушки контура с катушкой в цепи эмиттер – база |
Закрепление изученной темы
1. Где возникают автоколебания?
2. Чем отличаются автоколебания от свободных и вынужденных колебаний?
3. Описать роль транзистора в создании автоколебаний?
4. Что такое обратная связь и как она осуществляется в генераторе на транзисторе?
5. Выделить элементы автоколебательной системы.
Подведем итоги урока
Домашнее задание: § 36, повт. §34, № 971, 976.
plan-konspekt-uroka-po-fizike-tema-generator-na-tranzistore-avtokolebaniya/
