Forțe oscilante

Oscilațiile electromagnetice au fost descoperite, într-o oarecare măsură, întâmplător. Fluctuațiile libere și forțate au găsit o aplicare largă în viața noastră de zi cu zi. Oscilațiile electromagnetice sunt utilizate într-o varietate de dispozitive tehnice, inclusiv în mediile de comunicare. Curenții tehnici variați sunt, de asemenea, fluctuațiile electrice. Chiar și fenomenele luminoase sunt oscilații electromagnetice. Să vorbim despre ele în detaliu.

Vibrațiile sunt înțelese ca procese sau mișcări caracterizate printr-o repetabilitate a timpului condiționat. Astfel de procese sunt destul de răspândite. Natura fizică a proceselor oscilante poate fi variată. Datorită acestui fapt, se disting oscilațiile electromagnetice, mecanice și altele.

Printre diferitele fenomene electrice, oscilațiile electromagnetice libere și forțate ocupă un loc special. Oscilațiile electromagnetice sunt înțelese ca oscilații ale câmpurilor magnetice și electrice, însoțite de o schimbare periodică a tensiunii, curentului și încărcării. Pentru a excita și a menține oscilațiile electromagnetice, se utilizează un circuit oscilant.

Forțele oscilante sunt procese oscilante care sunt cauzate de acțiunea forțelor externe asupra sistemului.

Forțele oscilante au caracteristica lor distinctivă - ele sunt neîntrerupte. Frecvența lor este egală cu frecvența acțiunii externe periodice asupra sistemului oscilator dat. Cu toate acestea, este necesar să se distingă astfel de mișcări oscilatorii de auto-oscilații. În oscilații autonome, sistemul preia un mecanism care "livrează" sistemului dintr-un anumit rezervor de energie, în ton cu oscilațiile sale, porțiuni mici de energie care susțin propriile oscilații necondiționate. Astfel, în auto-oscilație, sistemul "împinge" în sine. Cu oscilații forțate, sistemul preia impulsul forței străine.

Frecvența acestor oscilații coincide cu frecvența forței externe care acționează. La ei, amplitudinea nu este stabilită arbitrar, ca în cazul oscilațiilor libere, dar este stabilită de ea însăși. Valoarea amplitudinii depinde de raportul dintre frecvențele forței externe și propriile sale.

Forțele oscilante caracterizează un fenomen cum ar fi rezonanța electrică. Cu aceasta, amplitudinea mișcărilor forțate vibraționale devine maximă. Amplitudinea oscilațiilor la rezonanță trebuie să fie infinit de mare. De fapt, pentru aceasta amplitudinea oscilațiilor electromagnetice forțate este finită. Cu o rezistență mică în sistem, rezistența la rezonanță va fi semnificativă. Aceasta face ca amplitudinea mișcărilor vibraționale la rezonanță finită. Cu o rezistență mai mare în sistem, maximul amplitudinii devine mai mic la punctul de rezonanță.

Curentul alternativ nu este altceva decât oscilațiile electromagnetice forțate care apar în timpul rotirii în interiorul cadrului magnetului sau rotirea în câmpul magnetic al cadrului ca urmare a inducției electromagnetice. Alternatorul este o sursă de curent alternativ.

Lămpile electrice, aspiratorul, frigiderul, televizorul etc., folosite în casele noastre, lucrează pe baza energiei oscilațiilor electromagnetice. Aplicarea lor se bazează pe activitatea motoarelor electrice, care acționează mașinile, etc.

În exemplele de mai sus, se utilizează un curent alternativ care, în circuitele de energie electrică, este rezultatul excitării oscilațiilor forțate.

Subliniem faptul că oscilațiile libere și forțate diferă una de alta prin faptul că unele sunt realizate fără influențe externe datorate energiei stocate în circuit, în timp ce altele sunt cauzate de un efect extern asupra sistemului.