Переменное электромагнитное

Если на горизонтально-отклоняющие пластины 6 подать переменное напряжение, то возникающее между пластинами переменное электрическое поле заставит электронный луч отклониться в горизонтальной плоскости и «вычертить» на экране трубки горизонтальную прямую. Переменное напряжение, поданное на вертикально-отклоняющие пластины 5, вызовет появление между пластинами переменного электрического поля, отклоняющего луч в вертикальной плоскости. Угол отклонения луча пропорционален величине напряжения, действующего между отклоняющими пластинами. В трубках с электростатической системой отклонения этот угол сравнительно невелик, так как отклонение луча в электрическом поле обратно пропорционально квадрату скорости электронов. Поэтому диаметр экрана в трубках с электростатической системой отклонения луча обычно не превышает 12 см. Основным параметром электронно-лучевой трубки является чувствительность А, определяемая величиной отклонения луча на экране в миллиметрах, приходящейся на 1 в отклоняющего напряжения. Для трубок с электростатической системой отклонения луча Л = 0,1 и- 0,5 мм/в.

Нагрев диэлектрического материала, помещенного в переменное электрическое поле между электродами конденсатора, происходит за счет процессов поляризации и протекания токов сквозной проводимости. Оба этих процесса обусловлены движением электрических зарядов, входящих в структуру вещества, под действием сил электрического поля.

В пьезоэлектрических фильтрах роль резонатора выполняет пластинка, вырезанная специальным образом из материала, обладающего пьезоэлектрическим эффектом (например, из кристалла кварца). Пьезоэффект кварцевой пластинки заключается в появлении на ее поверхностях электрических зарядов при механическом воздействий на пластинку. Существует и обратный пьезоэффект — возникновение механических колебаний пьезопластинки при помещении ее в переменное электрическое поле.

ческого сечения: длинного (среднего) и двух коротких (крайних). При подаче на трубку высокочастотного напряжения в зазорах между цилиндрами образуется переменное электрическое поле. Поля в зазорах направлены встреч-•яо. При указанной на рисунке полярности электродов частица, вступившая в левый зазор, будет ускорена и попадет в средний цилиндр. За время ее движения через средний цилиндр полярность электродов изменится на противоположную, поэтому в правом зазоре частица также будет ускоряться. Дрейфовая трубка входит в резонансный контур входного (усилительного) каскада высокочастотного генератора. Частоты ускоряющего напряжения на зазорах дрейфовой трубки регулируются изменением индуктивности,

Для того чтобы уяснить роль экранирующей сетки, рассмотрим работу схемы усилителя на тетроде ( 14.21). На экранирующую сетку подается постоянное положительное напряжение, составляющее примерно 0,5 Еа. По переменному напряжению экранирующая сетка заблокирована емкостью Сел- Переменное электрическое поле анода в основном замыкается на экранирующую сетку. В результате его деуправляющее действие на электронный поток резко снижено и, следовательно, усилительные свойства тетрода значительно выше, чем у триода.

При переменных токах и напряжениях явления в электрической цепи оказываются более сложными. Переменный ток, т. е. изменяющийся вэ времени ток, может существовать и в диэлектрике в виде тока смещения. Поэтому в электрическую цепь переменного тока могут входить также конденсаторы, обкладки которых разделены диэлектриком. При переменном напряжении на конденсаторе возникает переменное электрическое поле между его металлическими обкладками и, следовательно, в разделяющем обкладии диэлектрике возникает ток смещения. С учетом тока электрическое©

Ток смещения при переменном напряжении возникает не только в конденсаторах, т. е. в устройствах, построенных специально для использования их емкости, но также и в диэлектрике, окружающем любые элементы цепи переменного тока, поскольку между этими элементами существует переменное напряжение, т. е. переменное электрической поле. Так, например, ток смещения возникает в диэлектрике между проводами линии передачи, если напряжение между проводами изменяется во времени (см. 1-19). Вследствие этого переменный ток в проводах линии неодинаков в разных местах линии, даже если удельная проводимость диэлектрика равна нулю, так как вдоль всей линии ток ответвляется от проводов через диэлектрик в виде тока смещения. Очевидно, поэтому провода линии по отношению друг к другу, так же как и конденсатор, обладают емкостью. Сказанное справедливо для любого устройства при переменном токе. Так, например, в реостате при переменном токе появляется переменное падение напряжения, т. е. в проволоке реостата и в окружающем его диэлектрике возникает переменное электрическое поле. Поэтому между отдельными участками проволоки реостата через диэлектрик проходят токи смещения, вследствие чего, принципиально говоря, ток в разных местах проволоки реостата имеет различные значения. Очевидно, поэтому отдельные участки реостата облгдают по отношению друг к другу электрической емкостью.

Если по индуктивной катушке проходит переменный ток, то в катушке в отдельных ее витках индуктируется переменная э. д. с. На зажимах катушки и между ее витками появляется переменное напряжение, т. е. переменное электрическое поле, что приводит к возникновению в диэлектрике между витками катушки токов смещения. И в этом случае, строго говоря, ток в различных местах проволоки катушки имеет разные значения. Очевидно, поэтому существует электрическая емкость между витками катушки.

нии тепловой энергии при помещении диэлектриков и полупроводящих материалов в переменное электрическое поле конденсатора. Нагрев металла в индукторе осуществляется путем поглощения электромагнитной энергии металлом при наведении вихревых токов проводимости и превращении ее в тепловую, а нагрев диэлектриков и полупроводников — за счет поглощения электрической энергии поля конденсатора при наведении токов смещения.

которой нанесены электроды 2, 3, 4 и 5. Если пьезоэлемент помещен в переменное электрическое поле, то вследствие обратного пьезоэффекта в нем возбуждаются механические колебания (деформации растяжения-сжатия или изгиба, или сдвига), амплитуда которых зависит от частоты и амплитуды электрического поля. Вследствие прямого пьезоэффекта при механических колебаниях на электродах возникает переменное электрическое напряжение. При совпадении частоты электрического поля с собственной частотой механических колебаний пьезо-элемента наступает резонанс, и амплитуды механических колебаний резко возрастают. Таким образом, пьезоэлемент подобен электрической колебательной системе, 'обладающей собственными частотами.

В общем случае, когда величины, определяющие то и другое поле, изменяются во времени, они уже не могут рассматриваться отдельно. К характеризующим переменное электрическое поле величинам, обусловленным изменяющимися во времени электрическими зарядами, 'добавляются еще составляющие электрического поля, вызванные переменным магнитным

Развитие радиотехники привело к созданию специфических высокочастотных (мегагерцы) устройств: антенн, генераторов, преобразователей и т, д. Многие из этих устройств основаны на свойстве переменного тока генерировать переменное электромагнитное поле, при помощи которого можно осуществить направленную передачу энергии без проводов.

В физике доказано, что переменное электромагнитное поле является волновым процессом; электромагнитные волны любой частоты распространяются в вакууме со скоростью с = 3- !08 м/с. В переменном поле электрический и магнитный векторы неразрывно связаны друг с другом законом электромагнитной индукции Фарадея: криволинейный интеграл по произвольному замкнутому контуру L от векторного поля Е равен с отрицательным знаком производной по времени от магнитного потока Ф, пронизывающего этот контур:

Пайка индукционным нагревом ТВЧ является одним из прогрессивных способов как низкотемпературной, так и высокотемпературной пайки. Нагрев зоны пайки осуществляется на специальных установках с помощью индуктора, конфигурация которого зависит от формы соединяемых деталей. При протекании тока высокой частоты вокруг индуктора создается переменное электромагнитное поле. В находящихся в зоне индуктора металлических деталях наводятся токи Фуко, и детали быстро нагреваются.

тока частотой от 3 Гц до 150 МГц) возбуждает в измерительном преобразователе П (индуктивной катушке) переменное электромагнитное поле. В электропроводящем объекте контроля О/С, движущемся через преобразователь П (проходного типа) или вблизи него (накладного типа), возникают вихревые токи, создающие свое электромагнитное поле. Под воздействием этого поля в преобразователе появляются электрические сигналы, усиливаемые усилителем У. Если в объекте контроля (например, проволоке) имеются дефекты, то распределение вихревых токов изменяется

IV часть «Теория электромагнитного поля» на основе уравнений Максвелла изучает электростатическое поле, электрическое поле постоянных токов, постоянное магнитное поле и методы их расчета, а также расчет электрических параметров: емкости, взаимоемкости, индуктивности и взаимоиндуктивности, а затем переменное электромагнитное поле в диэлектрике, проводящей среде, несовершенных диэлектриках, магнитодиэлектриках и ферромагнитных

Развитие радиотехники привело к созданию специфических высокочастотных (мегагерцы) устройств: антенн, генераторов, преобразователей и т. д. Многие из этих устройств основаны на свойстве переменного тока генерировать переменное электромагнитное поле, при помощи которого можно осуществить направленную передачу энергии без проводов.

Развитие радиотехники привело к созданию специфических высокочастотных (мегагерцы) устройств: антенн, генераторов, преобразователей и т. д. Многие из этих устройств основаны на свойстве переменного тока генерировать переменное электромагнитное поле, при помощи которого можно осуществить направленную передачу энергии без проводов.

В предыдущей главе было установлено, что переменное электромагнитное поле непрерывно движется со скоростью v= ,__ и что

В гл. 28 было показано, что переменное электромагнитное поле быстро затухает по мере проникновения в толщу проводящей среды. Это приводит к неравномерному распределению поля по сечению провода, а следовательно, к неравномерному распределению тока и магнитного потока. В установившемся режиме эти величины имеют максимальное значение у поверхности провода.

В качественном отношении зависимость от частоты тока и напряжения значений погрешностей, которые могут быть получены при рассмотрении реальных цепей как цепей с сосредоточенными параметрами, ясна из изложенного в предыдущем и в настоящем параграфах. Количественный критерий допустимости подобного рассмотрения можно будет установить только после изучения переменного электромагнитного поля в конце последней части курса. Тогда мы вернемся к этому важному вопросу. Сейчас же только сформулируем этот критерий. Мы увидим, что переменное электромагнитное поле распространяется в пространстве со скоростью света. В воздухе эта скорость равна с» 3-Ю8 м/с.

Электрическую цепь можно рассматривать как цепь с сосредоточенными параметрами, если скорости изменения напряжений и токов в цепи столь малы, что за время распространения электромагнитных волн вдоль всей цепи в любом направлении изменения напряжений -л токов остаются малыми по сравнению с полными их изменениями в исследуемом режиме. При периодических токах и напряжениях это означает, что электромагнитная волна успевает пробежать вдоль всей цепи за ничтожную долю периода. В таких случаях можно не считаться с волновыми процессами, характеризующим.* переменное электромагнитное поле, и интересоваться в конденсаторах только изменением электрического поля, а в катушках—только изменением магнитного поля.