Номер 4, страница 64 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

4. Поясните принцип действия радиоприемника.

Принцип действия радиоприемника заключается в приеме и преобразовании энергии электромагнитных волн в полезный сигнал, чаще всего в звук. Этот процесс включает в себя несколько последовательных этапов.

Прием электромагнитных волн

Приемная антенна улавливает электромагнитные волны от множества различных радиопередатчиков. Каждая волна индуцирует в антенне очень слабый переменный электрический ток соответствующей ей частоты. Таким образом, в антенне одновременно существуют токи от всех радиостанций, сигналы которых достигают приемника.

Селекция (выделение сигнала)

Для прослушивания одной конкретной станции необходимо выделить ее сигнал из общего "эфирного шума". Эту задачу выполняет входной колебательный контур, который состоит из катушки индуктивности $\text{L}$ и конденсатора $\text{C}$ (часто переменной емкости). Этот контур обладает свойством резонанса, то есть он наиболее эффективно пропускает колебания только определенной, своей собственной (резонансной) частоты, которая рассчитывается по формуле Томсона: $f_0 = \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}$. Вращая ручку настройки приемника, мы изменяем емкость конденсатора $\text{C}$, тем самым изменяя резонансную частоту $f_0$. Когда эта частота совпадает с частотой несущей волны нужной радиостанции, амплитуда колебаний в контуре для этого сигнала резко возрастает, а все остальные сигналы ослабляются. Это позволяет "настроиться" на нужную волну.

Детектирование (демодуляция)

Выделенный высокочастотный сигнал является модулированным — это означает, что его амплитуда (в АМ-радио) или частота (в FM-радио) изменяется в соответствии с передаваемым звуковым сигналом. Детектор (или демодулятор) предназначен для извлечения этого низкочастотного (звукового) сигнала из высокочастотной несущей волны. В простейшем АМ-приемнике детектор представляет собой диод, который выпрямляет сигнал (пропускает ток только в одном направлении), и сглаживающий фильтр (конденсатор), который убирает высокочастотную пульсацию, оставляя только огибающую — исходный звуковой сигнал.

Усиление низкой частоты

Звуковой сигнал после детектора все еще очень слаб. Для того чтобы его можно было услышать, его мощность необходимо значительно увеличить. Эту функцию выполняет усилитель низкой частоты (УНЧ). Он усиливает электрические колебания звуковой частоты до уровня, достаточного для работы громкоговорителя.

Воспроизведение звука

Усиленный электрический сигнал подается на электроакустический преобразователь — динамик (громкоговоритель) или наушники. В динамике переменный ток, проходя через звуковую катушку, взаимодействует с магнитным полем постоянного магнита, заставляя диффузор (мембрану) колебаться. Эти механические колебания создают в воздухе звуковые волны, которые мы и воспринимаем как речь или музыку.

Ответ: Принцип действия радиоприемника основан на последовательном преобразовании сигнала: антенна принимает электромагнитные волны; колебательный контур путем резонанса выделяет сигнал нужной частоты; детектор извлекает из него низкочастотный звуковой сигнал; усилитель низкой частоты увеличивает мощность этого сигнала; динамик преобразует усиленный электрический сигнал в звуковые волны.