Билет № 19
Свободные и вынужденные электромагнитные колебания. Колебательный контур и
превращение энергии при электромагнитных колебаниях. Частота и период
колебаний
План ответа
1. Определение. 2.Колебательный контур 3. Формула Томпсона.
Электромагнитные колебания — это колебания электрических и магнитных
полей, которые сопровождаются периодическим изменением заряда, тока и
напряжения. Простейшей системой, где могут возникнуть и существовать
электромагнитные колебания, является колебательный контур. Колебательный
контур — это система, состоящая из катушки индуктивности и конденсатора
(рис. 30, а). Если конденсатор зарядить и замкнуть на катушку, то по
катушке потечет ток (рис. 30, б). Когда конденсатор разрядится, ток в цепи
не прекратится из-за самоиндукции в катушке. Индукционный ток, в
соответствии с правилом Ленца, будет течь в ту же сторону и перезарядит
конденсатор (рис. 30, в). Ток в данном направлении прекратится, и процесс
повторится в обратном направлении (рис. 30, г). Таким образом, в
колебательном контуре будут происходить электромагнитные колебания из-за
превращения энергии электрического поля конденсатора (Wэ = = CU2/2) в
энергию магнитного поля катушки с током (wm = LI2/2) и наоборот.
Период электромагнитных колебаний в идеальном колебательном контуре
(т. е. в таком контуре, где нет потерь энергии) зависит от индуктивности
катушки и емкости конденсатора и находится по формуле Томпсона Т = 2??LC.
Частота с периодом связана обратно пропорциональной зависимостью ? = 1/Т.
В реальном колебательном контуре свободные электромагнитные колебания
будут затухающими из-за потерь энергии на нагревание проводов. Для
практического применения важно получить незатухающие электромагнитные
колебания, а для этого необходимо колебательный контур пополнять
электроэнергией, чтобы скомпенсировать потери энергии. Для получения
незатухающих электромагнитных колебаний применяют генератор незатухающих
колебаний, который является примером автоколебательной системы.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
