Порог слышимости – минимальное изменение давления, которое может фиксироваться человеческим ухом.
При частоте 1 кГц порог слышимости составляет 10-5Па (10-10атм)
Болевой порог – максимальное изменение давления, которое еще в состоянии фиксировать человеческое ухо без болевых ощущений.
Болевой порог соответствует давлению 10Па (10-4атм)
На практике громкость звука характеризуется уровнем интенсивности звука.
Интенсивность звука – отношение падающей на поверхность звуковой мощности к площади этой поверхности.
Единица интенсивности звука – Вт/м2
Порог слышимости соответствует интенсивности звука I0 = 10-12 Вт/м2
Болевой порог соответствует интенсивности звука Iбп = 1 Вт/м2
Уровень интенсивности звука – десятичный логарифм отношения двух интенсивностей звука.
Единица измерения – Б (Белл, в честь ученого Белла)
k = lg
На практике в качестве уровня интенсивности звука принимается величина, в 10 раз большая:
β = 10 lg
Единица измерения – дБ (децибел)
Уровень интенсивности 120 дБ является болевым порогом.
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ
Мгновенное значение – значение в данный момент времени
Фаза колебаний – аргумент функции, описывающей гармонические колебания.
Напряжение и ток на резисторе совпадают по фазе в любой момент времени.
Действующее значение силы переменного тока – равно силе постоянного тока, выделяющего в проводнике такое же количество теплоты, что и переменный ток, за один и тот же промежуток времени.
Если переменный ток изменяется по гармоническому закону, в качестве промежутка времени выбирают период изменения тока.
Действующее (эффективное) значение силы переменного гармонического тока в меньше его амплитуды.
Iд =
Изменяющееся со временем электрическое поле является источником магнитного поля.
Магнитоэлектрическая индукция – явление возникновения магнитного поля в переменном электрическом поле.
Активное сопротивление – сопротивление элемента электрической цепи, в котором электрическая энергия необратимо преобразуется во внутреннюю (тепловую)
Реактивное сопротивление – элемент цепи, для которого средняя мощность переменного тока равна нулю.
Емкостное сопротивление – реактивное сопротивление конденсатора.
Индуктивное сопротивление – реактивное сопротивление катушки.
На активном сопротивлении ток и напряжение совпадают по фазе.
На индуктивном сопротивлении фаза напряжения «опережает» ток на π/2
На емкостном сопротивлении фаза тока «опережает» напряжение на π/2
Период электромагнитных колебаний в идеальном колебательном контуре (т.е. в таком контуре, где нет потерь энергии) зависит от индуктивности катушки и емкости конденсатора и находится по формуле Томпсона:
Т = 2π
Полное сопротивление колебательного контура переменному току:
Z =
Резонанс в колебательном контуре – физическое явление резкого возрастания амплитуды колебаний силы тока в контуре при совпадении частоты вынужденных колебаний с частотой собственных колебаний в контуре.
Резонансная кривая – график зависимости амплитуды вынужденных колебаний силы тока от частоты приложенного к контуру напряжения.
В полупроводниках существует два механизма собственной проводимости – электронная и дырочная.
Электромагнитная волна – возмущение электромагнитного поля, распространяющееся в пространстве со скоростью света.
Электромагнитная волна является поперечной. Направления векторов напряженности электрического поля и индукции магнитного поля перпендикулярны друг другу и направлению распространения волны
Излучение электромагнитных волн возникает при ускоренном движении электрических зарядов.
Плотность энергии электромагнитного поля в вакууме пропорциональна квадрату напряженности электрического поля:
wэм = ε0E2
ε0 – диэлектрическая проницаемость вакуума
Уравнение бегущей гармонической волны напряженности электрического поля, распространяющейся в положительном направлении оси Х со скоростью v:
E = E0 sin [ w (t - ) ]
Длина волны – расстояние, на которое распространяется волна за период колебаний ее источника:
λ = vT
Плоскополяризованная (или линейнополяризованная) электромагнитная волна – волна, в которой вектор Е колеблется только в одном направлении, перпендикулярном направлению распространения волны.
Плоскость поляризации электромагнитной волны – плоскость, проходящая через направление колебаний вектора напряженности электрического поля и направление распространения волны
Фронт электромагнитной волны – поверхность постоянной фазы напряженности электрического поля и индукции магнитного поля.
Плотность потока энергии электромагнитной волны – мощность электромагнитного излучения, проходящая сквозь единицу площади поверхности, расположенной перпендикулярно направлению распространения волны.
Интенсивность электромагнитной волны – среднее значение плотности потока энергии электромагнитной волны.
Интенсивность гармонической электромагнитной волны прямо пропорциональна квадрату амплитуды напряженности электрического поля:
I ~ E02
Интенсивность излучения точечного источника убывает обратно пропорционально квадрату расстояния до источника:
I ~ 1/r2
Интенсивность гармонической электромагнитной волны прямо пропорциональна четвертой степени ее частоты:
I ~ v4
Спектр электромагнитных волн условно делят на восемь диапазонов частоты (длины волн):
- волны звуковой частоты
- радиоволны
- СВЧ (микроволновое) излучение
- инфракрасное (ИК) излучение
- видимый свет
- ультрафиолетовое (УФ) излучение
- рентгеновское излучение
- γ - излучение
Радиосвязь – передача и прем информации с помощью радиоволн, распространяющихся в пространстве без проводов.
Различают четыре вида радиосвязи, отличающиеся типом кодирования передаваемого сигнала:
- радиотелеграфная связь
- радиотелефонная связь и радиовещание
- телевидение
- радиолокация
Модуляция передаваемого сигнала– кодированное изменение одного из его параметров
Амплитудная модуляция – изменение амплитуды высокочастотных колебаний по закону изменения передаваемого сигнала.
Частотная модуляция - изменение частоты высокочастотных колебаний по закону изменения передаваемого сигнала.
ДОБАВИТЬ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ШИМ
Детектирование (или демодуляция) – процесс выделения низкочастотных колебаний (колебаний звуковой частоты) из модулированных колебаний высокой частоты
Ширина канала связи – полоса частот, необходимая для передачи данного сигнала
Электромагнитные колебания — это колебания электрических и магнитных полей, которые сопровождаются периодическим изменением заряда, тока и напряжения.
Простейшей замкнутой электрической системой, где могут возникнуть и существовать свободные электромагнитные колебания, является колебательный контур.
Колебательный контур — это система, состоящая из катушки индуктивности и конденсатора, включенных параллельно друг другу.
Обычно активное сопротивление проводов катушки пренебрежимо мало (R ≈ 0)
Если конденсатор зарядить и замкнуть на катушку, то по катушке потечет ток разряда конденсатора. Сила тока не сразу достигает максимального значения, а увеличивается постепенно. Это обусловлено явлением самоиндукции в катушке.
В момент, когда конденсатор полностью разрядится, энергия электрического поля конденсатора станет равной нулю. Энергия же тока (энергия магнитного поля катушки) согласно закону сохранения энергии будет максимальной. Следовательно, в этот момент сила тока также достигнет максимального значения
Несмотря на то что к этому моменту разность потенциалов на концах катушки становится равной нулю, электрический ток не может прекратиться сразу. Этому препятствует явление самоиндукции. Как только сила тока и созданное им магнитное поле начнут уменьшаться, возникает вихревое электрическое поле, которое направлено по току и поддерживает его.
Индукционный ток, в соответствии с правилом Ленца, теперь будет течь в ту же сторону что и спадающий ток разряда конденсатора и перезарядит конденсатор.
В результате конденсатор перезаряжается до тех пор, пока ток, постепенно уменьшаясь, не станет равным нулю.
Энергия магнитного поля в этот момент также будет равна нулю, а энергия электрического поля конденсатора опять станет максимальной.
Когда ток прекратится, процесс повторится в обратном направлении.
Электромагнитные колебания в колебательном контуре сопровождаются взаимными превращениями электрического и магнитного полей.
В реальном колебательном контуре свободные электромагнитные колебания будут затухающими из-за потерь энергии на нагревание проводов.
Энергия электрического поля конденсатора (WCmax = ) в колебательном контуре переходит в энергию магнитного поля катушки (WLmax = ) и обратно.
Поэтому эти колебания называют электромагнитными.
Для полной энергии системы в любой момент времени возможно записать:
WC + WL = + = + = const (учитывая, что по определению емкости С = )
Как известно, для полной цепи e = u + iR
e = u + iR, e = ei = -L = - Li’ Þ - Li’ = + iR (учитывая, что С = )
i = = q’(по определению тока, как скорости изменения заряда)
i’ = q’’
Окончательно имеем дифференциальное уравнение колебательного контура:
- Li’ = + iR Þ lq’’ + Rq’ + = 0
Полагая, что в идеальном случае R » 0, получим дифференциальное уравнение:
Lq’’ + = 0 Þ q’’ + q = 0
Решением этого дифференциального уравнения является функция:
q = qmaxcos(ω0t + φ) , где ω0 =
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98
