План-конспект урока по физике. Тема: Генератор на транзисторе. Автоколебания
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.
(1 votes, average: 5,00 out of 5)