Простейший колебательный контур.

КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ КОНТУР замкнутая электрическая цепь, состоящая из конденсатора емкостью С и катушки с индуктивностью L, в которой могут возбуждаться собственные колебания с частотой, обусловленные перекачкой энергии из электрического поля конденсатора в магнитное поле катушки и обратно.

Простейший колебательный контур.

L – ИНДУКТИВНОСТЬ КАТУШКИ

[ L ] = 1 Гн

C – ЭЛЕКТРОЁМКОСТЬ КОНДЕНСАТОРА

В реальных колебательных контурах всегда есть активное сопротивление, которое обусловливает затухание колебаний.

Обычно эти колебания происходят с очень большой частотой, значительно превышающей частоту механических колебаний. f = 50 Гц

Поэтому для их наблюдения и исследования самым подходящим прибором является электронный осциллограф

ОСЦИЛЛОГРАФ (от лат. oscillo качаюсь и «граф»), измерительный прибор для наблюдения зависимости между двумя или несколькими быстро меняющимися величинами (электрическими или преобразованными в электрические). Наиболее распространены электронно-лучевые осциллографы, в которых электрические сигналы, пропорциональные изменению исследуемых величин, поступают на отклоняющие пластины осциллографической трубки; на экране трубки наблюдают или фотографируют графическое изображение зависимости.

СВОБОДНЫЕ КОЛЕБАНИЯ - колебания в системе, которые возникают после выведения её из положения равновесия. Система выводится из равновесия при сообщении конденсатору заряда

Преобразование энергии в колебательном контуре ЗАРЯДКА КОНДЕНСАТОРА 0

Преобразование энергии в колебательном контуре - конденсатор получил электрическу ю энергию Wэл = C U 2 /

Преобразование энергии в колебательном контуре конденсатор разряжается, в цепи появляется электрический ток. При появлении тока возникает переменное магнитное поле. W = Сu 2 / 2 + Li 2 / 2 2

Преобразование энергии в колебательном контуре По мере разрядки конденсатора энергия электрического поля уменьшается, но возрастает энергия магнитного поля тока W м = L I 2 / 2 3

Преобразование энергии в колебательном контуре Полная энергия электромагнитного поля контура равна сумме энергий магнитного и электрического полей. W = L i 2 / 2 + C u 2 / 2 4

Преобразование энергии в колебательном контуре Конденсатор перезарядился W эл = C U 2 /

Преобразование энергии в колебательном контуре - W = L i 2 / 2 + C u 2 /

Преобразование энергии в колебательном контуре Конденсатор разрядился. Электрическая энергия конденсатора равна нулю, а магнитная энергия катушки с током максимальная. W м = L I 2 / 2 7

Преобразование энергии в колебательном контуре W = L i 2 / 2 + C u 2 /

Преобразование энергии в колебательном контуре - Конденсатор зарядился заново. Начинается новый цикл. W = C U 2 /

CU m 2 /2 =Cu 2 /2 + Li 2 /2 = LI m 2 /2 Преобразование энергии в колебательном контуре

ЗАДАЧА Колебательный контур состоит из конденсатора ёмкостью 10 мкФ и катушки индуктивностью 100 мГн. Найти амплитуду колебаний напряжения, если амплитуда колебаний силы тока 0,1 А. 1) 0,1 В 2) 100 В 3) 10 В1) 0,1 В 2) 100 В 3) 10 В РЕШЕНИЕ

Назад

РЕШЕНИЕ Дано: С = 10 мкФ =10 -5 Ф L = 100 мГн =10 -1 Гн I =0,1 А Найти: U = ? Решение: C U 2 / 2 = L I 2 / 2 U 2 = I 2 L / C U = I L/C U = I L/C U = 0,1 А Гн/ A = U = 0,1 А Гн/ A = = 10 В Ответ: U = 10 В

ЗАДАЧА В колебательном контуре ёмкость конденсатора 3 мкФ, а максимальное напряжение на нем 4 В. Найдите максимальную энергию магнитного поля катушки. Активное сопротивление принять равным нулю. 1) 2,4 кДж 2) 2,4 *10 5 Дж 3) 2,4 * Дж 1) 2,4 кДж 2) 2,4 *10 5 Дж 3) 2,4 * Дж РЕШЕНИЕ

Дано: С = 3 мкФ = 3*10 -6 Ф U = 4 В Найти: W м = ? W м = ? Решение: W м = L I 2 / 2 W м = W эл W эл = C U 2 / 2 W м = 3 *10 -6 ф ( 4В ) 2 / 2 = = 24*10 -6 Дж = 2,4* Дж Ответ: W м = 2,4 *10 – 5 Дж

СМОТРИ. СЛУШАЙ. ИЗУЧАЙ !!! Д.з. п. 11,12