АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Свободные электрические колебания

Читайте также:
  1. Автоматические фотоэлектрические пирометры.
  2. Активные формы кислорода (свободные радикалы)
  3. Акустические колебания
  4. Акустические колебания, их классификация, характеристики, вредное влияние на организм человека, нормирование.
  5. Биоэлектрические потенциалы
  6. В схеме, состоящей из конденсатора и катушки, происходят свободные электромагнитные колебания. Энергия конденсатора в произвольный момент времени t определяется выражением
  7. Воздействие негативных факторов на человека и их нормирование (вибрации и акустические колебания)
  8. Вопрос 12 Механические колебания
  9. Вопрос 12 Механические колебания (вибрация)
  10. Вопрос 13 Акустические колебания (шум)
  11. Вопрос 26 : Свободные гармонические механические колебания и их характеристики. Математический и физический маятники.
  12. Вопрос№15 Механические колебания. Виды колебаний. Параметры колебаний движения

Примером электрической цепи, в которой могут происходить свободные электричес­кие колебания, служит простейший колебательный контур (рис. 1), состоящий из конден­сатора емкостью С и соединенной с ним последовательно катушки индуктивностью L. При замыкании на катушку предварительно заряженного конденсатора в колебательном контуре возникают свободные колебания заряда конденсатора и тока в катушке. Переменное электро­магнитное поле распространяется в пространстве со скоростью, равной скорости света. Поэто­му, если линейные размеры ℓ контура не слишком велики (ℓ << c/ν, где с = 3•108м/с - скорость света в вакууме, ν - частота колебаний в контуре), то можно считать, что в каждый момент времени t сила тока I во всех частях контура одинакова.

Здесь q и φ1–φ2 =- q/C - заряд конденсатора и разность потенциалов его обкладок в произвольный момент времени t; R - электрическое сопротивление колебательного кон­тура, т. е. участка цепи 1- L - 2; ξc= -L(dI/dt)-ЭДС самоиндукции в катушке. Из закона сохранения электрического заряда следует, что сила квазистационарного тока в контуре I=dq/dt. Свободные электрические колебания в колебательном контуре являются гармони­ческими, если его электрическое сопротивление R = 0:

(2.1)

Циклическая частота ω и период Т этих колебаний удовлетворяют формуле Томсона:

ω = 1/√LC, (2.2), T=2π√C. (2.3)

Заряд q конденсатора и сила тока I в контуре изменяются по законам: q = q0sin(ωt + φ0),

I=I0cos(ωt + φ0) = I0sin(ωt + φ0 + π/2), (2.4)

где q0 - амплитуда заряда конденсатора; I0=ωq0 = q0 /√LC - амплитуда силы тока; φ0 - начальная фаза колебаний заряда конденсатора. Ток в контуре опережает по фазе заряд конденсатора на π/2. Разность потенциалов обкладок конденсатора u = φ2- φ1 также изменяется по гармоническому закону и совпадает по фазе с за­рядом q:

u = U0sin(ωt + φ0),

где U0 = q0/C - амплитуда разности потенциалов. Амплитуда тока

(2.5)

Рис.2.1

При свободных гармонических колебаниях в колебательном контуре происходит периодическое преобразование энергии We электрического поля конденсатора в энергию Wm магнитного поля катушки индуктивности и наоборот:

Колебания, происходящие в электрическом колебательном контуре, часто называют электромагнитными колебаниями в контуре. Значения We и Wm изменяются при гармонических электромагнитных колебаниях в пре­делах от 0 до максимальных значений, соответственно равных qo2/(2С) и LI o2/2, причем, как видно из 27.27), qo2/(2С)=LIo2/2. Колебания We и Wm сдвинуты по фазе: в те моменты време­ни, когда We = 0, Wm = (Wm)max= LIo2/2, наоборот, когда Wm= 0,Wе = We = (Wе)max= =qo2/(2С). Полная энергия электромагнитных колебаний в контуре не изменяется с течением времени:


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.003 сек.)