Цель задачи: Понять принципы настройки колебательного контура радиоприемника и связь частоты, длины волны и емкости конденсатора. Ниже даю подробное решение и затем ответы на тестовые вопросы варианта 1.
- Заданное и общая формула
- Емкость конденсатора C = 300 pF = 300 × 10^-12 Ф = 3,0 × 10^-10 Ф.
- Индуктивность катушки L не указана (обозначим её как L Гн, Гн = генри, единица измерения индуктивности).
- Частота настройки LC-контура для резонанса: f0 = 1 / (2π√(LC)).
- Длина принимаемой радиоволны: λ = c / f, где c ≈ 3.00 × 10^8 м/с. Взаимосвязь через f: λ = c / f = c × 2π√(LC) (поскольку f = 1/(2π√(LC))).
Итого:
- Частота: f0 = 1 / (2π√(L · C)).
- Длина волны: λ0 = c / f0 = c · 2π√(L · C).
- Изменение C для изменения длины волны: при фиксированном L увеличивая f (уменьшая LC) вы уменьшаете λ. Следовательно, чтобы уменьшить длину волны, нужно уменьшать емкость C (или уменьшать L).
- Прямой ответ по формулам и примеры расчета
Формула настройки: f0 = 1 / (2π√(L · C)).
Подстановка C = 3.0 × 10^-10 Ф: f0 = 1 / (2π√(L · 3.0×10^-10)). Пример вычисления: возьмем типичное значение L = 1.0 µГн = 1.0×10^-6 Гн.
- LC = (1.0×10^-6) · (3.0×10^-10) = 3.0×10^-16.
- √(LC) ≈ √(3.0×10^-16) ≈ 1.732×10^-8.
- f0 ≈ 1 / (2π · 1.732×10^-8) ≈ 9.18×10^6 Гц ≈ 9.2 МГц.
- λ ≈ c / f0 ≈ (3.0×10^8) / (9.2×10^6) ≈ 32.6 м.
Вариативность: если L известно больше/меньше, частота изменится пропорционально √L. Например, при L = 10 µГн (1.0×10^-5 Гн): LC = 3.0×10^-15; √(LC) ≈ 1.732×10^-7; f0 ≈ 9.18×10^5 Гц ≈ 0.92 МГц; λ ≈ 326 м.
Как уменьшить длину волны (частоту): чтобы уменьшить λ, нужно увеличить f, то есть уменьшить произведение LC. При фиксированном L это эквивалентно уменьшению C. Пример: чтобы увеличить f вдвое при том же L, нужно уменьшить C в квадратном отношении: f ∝ 1/√C, значит C_new = C_old / 4 даст примерно в 2 раза больше частоту (и в 2 раза короче λ).
Практический совет: если хотите конкретные численные значения для а), д), нужен точный L. Пришлите значение L (в нГн, нГн, или мкГн), и я дам точные числа для f0 и λ.
- Ответы на тест (вариант 1) с пояснениями
- В электромагнитной волне вектор Е...
- Правильный ответ: 3) направлен перпендикулярно B (E ⟂ B) и обе поляризованы перпендикулярно направлению распространения волны.
- Какие из колебаний хорошо излучаются, но возбуждают в антенне приемника чисто гармонические колебания и дают лишь информацию о том, работает ли передатчик?
- Правильный ответ: 1) чисто гармонические колебания.
- Пояснение: синусоидальные (гармонические) колебания легко излучаются и принимаются, их частота фиксированна, и по наличию/отсутствию модуляции можно определить, работает ли передатчик. В реальных радиосигналах часто применяется модуляция (амплитудная/частотная), но базовый несущий синусоидальный сигнал — основной элемент радиопередачи.
- Что является самым главным и характерным в процессах радиопередачи и радиоприема?
- Правильный ответ: 4) последовательное многократное преобразование колебаний разн видов друг в друга.
- Пояснение: в радиосистеме сигнал транслируется, затем преобразуется в радиочастоты, далее в приемнике — обратно в звуковой/информационный сигнал. Эта цепь преобразований является характерной особенностью радиопередачи и радиоприема.
- Какие явления происходят во время радиоприема в антенне, колебательном контуре приемника?
- Правильные варианты: 2) под действием радиоволн происходят электрические колебания высокой частоты, амплитуда которых изменяется; 3) высокочастотные модулированные колебания преобразуются в звуковой частоты.
- Пояснение: антенна возбуждает колебания RF; затем детектор/сверхсвязанный контур обрабатывает высокий частотный сигнал, частично демодулируя его и превращая в аудиосигнал.
- Короткие радиоволны распространяются за счет...
- Правильный ответ: 1) многократного отражения радиоволн от ионосферы.
- Пояснение: HF-волнa отражается от слоя ионосферы, что позволяет дальнее распространение за пределами прямой видимости. Вариант 2 (огибать земную поверхность) относится скорее к низким частотам и горизонтальному распространению; для коротких волн основным механизмом является отражение от ионосферы.
Если хотите, могу подставить конкретное значение L и рассчитать точные численные значения частоты и длины волны для вашей задачи. Просто скажите, какое значение L (в нГн/мкГн/Гн) у катушки. Также могу привести ещё примеры расчётов и дополнительные задачи на ту же тему.