Ответьте на вопросы, страница 63 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

Ответьте на вопросы

1. Почему в колебательном контуре радиоприемника конденсатор переменной емкости?

2. Какой прибор в цепи простейшего радиоприемника выполняет роль детектора?

3. Почему после прохождения через диод сигнал становится пульсирующим?

4. Какова роль конденсатора, подключенного к динамику?

1. Почему в колебательном контуре радиоприемника конденсатор переменной емкости?

Колебательный контур радиоприемника предназначен для выделения из множества радиоволн сигнала только одной, определенной радиостанции. Это достигается путем настройки контура в резонанс с частотой несущей волны нужной станции. Собственная частота колебательного контура определяется по формуле Томсона: $f_0 = \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}$, где $\text{L}$ — индуктивность катушки, а $\text{C}$ — емкость конденсатора. Чтобы иметь возможность принимать сигналы разных радиостанций, вещающих на разных частотах, необходимо изменять собственную частоту контура $f_0$. Проще всего это сделать, изменяя емкость $\text{C}$. Конденсатор переменной емкости позволяет плавно изменять этот параметр, тем самым осуществляя настройку приемника на частоту требуемой радиостанции.

Ответ: Конденсатор переменной емкости используется для настройки радиоприемника на частоту нужной радиостанции. Изменяя емкость конденсатора, изменяют собственную частоту колебательного контура, добиваясь ее совпадения с частотой принимаемой электромагнитной волны (резонанса).

2. Какой прибор в цепи простейшего радиоприемника выполняет роль детектора?

Детектор (или демодулятор) — это устройство, предназначенное для выделения низкочастотного (звукового) сигнала из модулированного высокочастотного сигнала, принятого антенной. Этот процесс называется детектированием. В простейшем радиоприемнике эту функцию выполняет полупроводниковый диод. Его основное свойство — односторонняя проводимость, то есть способность пропускать электрический ток только в одном направлении. Благодаря этому свойству диод преобразует переменный ток высокой частоты в пульсирующий ток одного направления, из которого затем выделяется звуковой сигнал.

Ответ: Роль детектора в простейшем радиоприемнике выполняет полупроводниковый диод.

3. Почему после прохождения через диод сигнал становится пульсирующим?

Высокочастотный модулированный сигнал, поступающий на диод, является переменным током, то есть его направление и величина периодически меняются. Полупроводниковый диод обладает односторонней проводимостью: он пропускает ток практически без сопротивления в одном (прямом) направлении и почти не пропускает в обратном. В результате диод "срезает" одну из полуволн (например, отрицательную) переменного тока. Прошедший через диод ток течет только в одном направлении, но его величина не постоянна, а изменяется (пульсирует) в такт с полуволнами высокой частоты, которые пропустил диод. Таким образом, переменный ток преобразуется в пульсирующий ток одного направления.

Ответ: Диод обладает односторонней проводимостью. Он пропускает ток только в одном направлении. Поэтому после прохождения через диод высокочастотный переменный ток, модулированный звуковой частотой, преобразуется в пульсирующий ток одного направления.

4. Какова роль конденсатора, подключенного к динамику?

Этот конденсатор, подключенный параллельно динамику (или головным телефонам), выполняет роль сглаживающего фильтра. Пульсирующий ток после диода состоит из двух составляющих: полезного сигнала низкой (звуковой) частоты и бесполезной высокочастотной составляющей (остатков несущей частоты). Сопротивление конденсатора переменному току обратно пропорционально частоте этого тока ($Z_C = \frac{1}{2\pi f C}$). Для высокочастотной составляющей сопротивление конденсатора очень мало, и она замыкается через него, не попадая на динамик. Для низкочастотной (звуковой) составляющей сопротивление конденсатора, наоборот, очень велико, и этот ток протекает через динамик, имеющий меньшее сопротивление для этих частот, и преобразуется в звук. Таким образом, конденсатор отфильтровывает высокочастотные пульсации, пропуская к динамику только низкочастотный звуковой сигнал.

Ответ: Этот конденсатор (сглаживающий фильтр) вместе с катушкой динамика образует фильтр нижних частот. Он сглаживает пульсации тока высокой частоты, пропуская к динамику только ток низкой (звуковой) частоты, который и преобразуется в звук.