Головна ⇒ 📌Плани-конспекти уроків по фізиці ⇒ Принцип радіотелефонного зв’язку

Принцип радіотелефонного зв’язку

2-й семестр

ЕЛЕКТРОДИНАМІКА

4. Електромагнітні коливання й хвилі

УРОК 11/53

Тема. Принцип радіотелефонного зв’язку

Мета уроку: розкрити фізичний принцип радіотелефонного зв’язку.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

ПЛАН УРОКУ

Демонстрації

8 хв.

1. Модулювання коливань.

2. Детектування коливань.

3. Відео-фрагменти фільму “Фізичні основи радіопередачі”.

Вивчення нового матеріалу

27 хв.

1. Принцип радіозв’язку.

Модуляція.

3. Детектування.

4. Принцип радіотелефонного зв’язку.

Закріплення вивченого матеріалу

10 хв.

1. Якісні питання.

2. Навчаємося розв’язувати задачі.

ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Принцип радіозв’язку

Радіозв’язок – передання й прийом інформації за допомогою радіохвиль, що поширюються в просторі без проводів.

Принцип радіозв’язку полягає ось у чому: змінний електричний струм високої частоти, створений у передавальній антені, спричиняє в навколишньому просторі швидкозмінне електромагнітне поле, що поширюється

у вигляді електромагнітної хвилі. Досягаючи приймальної антени, електромагнітна хвиля зумовлює в ній змінний струм тієї ж частоти, на якій працює передавач.

Для здійснення радіотелефонного зв’язку необхідно використовувати високочастотні коливання, інтенсивно випромінювані антеною. Для передання звуку ці високочастотні коливання змінюють за допомогою електричних коливань низької частоти (цей процес називають модуляцією).

У приймачі з модульованих коливань високої частоти виділяються низькочастотні коливання (цей процес називають детектуванням). Отриманий у результаті детектування сигнал відповідає тому звуковому сигналу, що діяв на мікрофон передавача. Після посилення коливання низької частоти можуть бути перетворені у звук.

2. Модуляція

Для здійснення радіотелефонного зв’язку насамперед необхідно перетворити звукові коливання в електричні. Цю функцію виконує мікрофон.

Здавалося б, залишається передати отримані електричні коливання в антену передавача й одержати в просторі електромагнітну хвилю. Але практично це неможливо: частоти звукових коливань (до 20 кГц) дуже малі для утворення електромагнітної хвилі помітної потужності (потужність випромінюваної хвилі пропорційна частоті в четвертому ступені).

Для здійснення радіотелефонного зв’язку необхідно використати високочастотні (ВЧ) коливання, інтенсивно випромінювані антеною. ВЧ-коливання виробляє генератор, наприклад генератор на транзисторі. Для передання звуку ці ВЧ коливання змінюють за допомогою коливань низької (НЧ) або звукової частоти.

O Процес модуляції полягає в зміні одного або декількох параметрів високочастотного коливання за законом переданого повідомлення (низькочастотного коливання).

Модульовану хвилю високої частоти випромінює передавальна антена. Зустрінувши на своєму шляху провідник належної форми й розмірів (приймальну антену), модульована хвиля починає “розгойдувати” у ньому вільні заряди, у результаті чого в приймальній антені виникають електричні коливання, а в передавальній антені – “повторювальні” електричні коливання.

3. Детектування

Отже, у приймальній антені виникають електричні коливання, у передавальній антені – “повторювальні” електричні коливання. При цьому з модульованих коливань високої частоти виділяють низькочастотні коливання (цей процес називають детектуванням).

O Детектування – процес виділення низькочастотних (звукових) коливань із прийнятих модульованих коливань високої частоти.

Залишається перетворити електричні коливання у звукові. Це роблять за допомогою динаміка.

4. Принцип радіотелефонного зв’язку

Основні етапи одержання й перетворення радіосигналу:

1) генератор незатухаючих електромагнітних коливань створює високочастотні коливання, частота яких дорівнює власній частоті коливань коливального контуру;

2) високочастотні коливання модульовано коливаннями переданого повідомлення;

3) отримані модульовані коливання підсилюються й подаються в передавальну антену, що випромінює електромагнітні хвилі в навколишній простір;

4) досягнувши приймальної антени, електромагнітні хвилі збуджують у ній високочастотні коливання;

5) слабкі високочастотні коливання підсилюються й подаються в детектор;

6) після детектування з модульованих коливань виділяються коливання низької частоти, які посилюються й перетворюються у звук.

Принципова схема сучасного радіотелефонного зв’язку зображена на рисунку.

ПИТАННЯ ДО УЧНІВ У ХОДІ ВИКЛАДУ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

Перший рівень

1. Як перетворюються звукові коливання в електричні?

2. Чому під час радіозв’язку використовують електромагнітні хвилі високої частоти?

3. Як перетворюють електричні коливання у звукові?

4. Як приймач вибирає потрібну радіостанцію?

Другий рівень

1. Чи можна, перетворивши звукові коливання в електричні, подавати їх в антену й у такий спосіб здійснити передання по радіо мовлення або музики?

2. Чому не можна прийняті й посилені електромагнітні коливання подавати в гучномовець?

3. Завдяки чому можлива одночасна робота багатьох радіостанцій?

ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ

1). Якісні питання

1. З якою метою у вхідний коливальний контур радіоприймача вмикають конденсатор змінної ємності?

2. Чому коливання високої частоти, що використовуються під час радіозв’язку, називають несучими?

3. За рахунок якої енергії збуджується коливальний рух заряджених частинок в антені радіоприймача? Яка частота їхніх коливань?

2). Навчаємося розв’язувати задачі

1. На якій частоті судна передають сигнал небезпеки, якщо за міжнародною угодою довжина радіохвилі повинна бути 600 м?

2. На якій довжині хвилі працює радіостанція, передаючи програму на частоті 1,2 МГц?

3. Який період коливань у коливальному контурі, що випромінює радіохвилі довжиною хвилі 300 м?

ЩО МИ ДІЗНАЛИСЯ НА УРОЦІ

– Радіозв’язок – передання й прийом інформації за допомогою радіохвиль, що поширюються в просторі без проводів.

– Процес модуляції полягає у зміні одного або декількох параметрів високочастотного коливання за законом переданого повідомлення (низькочастотного коливання).

– Детектування – процес виділення низькочастотних (звукових) коливань із прийнятих модульованих коливань високої частоти.

– Основні етапи радіотелефонного зв’язку: генерація незатухаючих електромагнітних коливань; модуляція; випромінювання електромагнітних хвиль у навколишній простір; детектування; виділення коливань низької частоти, які підсилюються й перетворюються у звук.

Домашнє завдання

1. Підр-1: § 35; підр-2: § 18 (п. 2).

2. Зб.:

Рів1 № 12.12; 12.13; 12.14; 12.15.

Рів2 № 12.25; 12.28; 12.29; 12.31.