Колебательный контур. Электромагнитные колебания

1.

2.

3. Простейший колебательный контур.

4.

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.

5. Простейший колебательный контур.

6.

L
– ИНДУКТИВНОСТЬ
КАТУШКИ
C
– ЭЛЕКТРОЁМКОСТЬ
КОНДЕНСАТОРА

7. L – ИНДУКТИВНОСТЬ КАТУШКИ

8.

L
– ИНДУКТИВНОСТЬ
КАТУШКИ
[ L ] = [ Гн ]

9. C – ЭЛЕКТРОЁМКОСТЬ КОНДЕНСАТОРА

10. C – ЭЛЕКТРОЁМКОСТЬ КОНДЕНСАТОРА

[C]=[Ф]

11.

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

12.

Периодические или
почти периодические
изменения заряда,
силы тока и
напряжения
называются
электромагнитными
колебаниями.

13.

Обычно эти колебания
происходят с очень большой
частотой, значительно
превышающей частоту
механических колебаний.
٧ = 50 Гц

14.

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

15.

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 электроннолучевые осциллографы, в которых
электрические сигналы,
пропорциональные изменению
исследуемых величин, поступают на
отклоняющие пластины
осциллографической трубки; на экране
трубки наблюдают или
фотографируют графическое
изображение зависимости.

16. СВОБОДНЫЕ КОЛЕБАНИЯ -

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

17. ВЫНУЖДЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ -

колебания в цепи под
действием внешней
периодической
электродвижущей силы.

18. Преобразование энергии в колебательном контуре

0
ЗАРЯДКА
КОНДЕНСАТОРА

19. Преобразование энергии в колебательном контуре

1
конденсатор
получил
электрическу
ю энергию
II
+
+
+
+
--
Wэл = C U 2 / 2

20. Преобразование энергии в колебательном контуре

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

21. Преобразование энергии в колебательном контуре

3
По мере разрядки
конденсатора
энергия
электрического
поля уменьшается,
но возрастает
энергия магнитного
поля тока
Wм = L I 2 / 2

22. Преобразование энергии в колебательном контуре

4
Полная энергия
электромагнитного
поля контура равна
сумме энергий
магнитного и
электрического
полей.
II
-
W = L i 2 / 2 + C u 2/ 2

23. Преобразование энергии в колебательном контуре

5
II
Конденсатор
перезарядился
- -
-
+
+
+
+
W эл = C U 2 / 2

24. Преобразование энергии в колебательном контуре

6
Электрическая
энергия
конденсатора
преобразуется в
магнитную
энергию катушки с
током.
II
-
-
+
+
+ +
+
W = L i 2 / 2 + C u 2/ 2

25. Преобразование энергии в колебательном контуре

7
Конденсатор
разрядился.
Электрическая
энергия
конденсатора равна
нулю, а магнитная
энергия катушки с
током
максимальная.
Wм = L I 2 / 2

26. Преобразование энергии в колебательном контуре

8
Полная энергия
электромагнитного
поля контура равна
сумме энергий
магнитного и
электрического
полей.
II
-+
-
+
+ +
-
W = L i 2 / 2 + C u 2/ 2

27. Преобразование энергии в колебательном контуре

9
Конденсатор
зарядился заново.
Начинается новый
цикл.
-
II
+
-+
+
+
+
-
+
W = C U 2/ 2

28. CU2/2 =Cu2/2 + Li2/2 = LI2/2

W эл
Wм
W эл
Преобразование энергии в
колебательном контуре
CU2/2 =Cu2/2 + Li2/2 = LI2/2

29. РЕШЕНИЕ

Дано:
Решение:
С =10 -5 Ф
C U 2/ 2 = L I 2/ 2
L = 100 мГн =10 -1 Гн
U2=I2L/C
I =0,1 А
U=I
Найти:
U=?
Ответ: U = 10 В
√ L/C
U = 0,1 А √ 10 -1 Гн/ 10 -5 A =
= 10 В

30. РЕШЕНИЕ

Дано:
Решение:
С = 3 мкФ = 3*10 -6 Ф
Wм=LI2/2
U=4В
W м = W эл
W эл = C U 2 / 2
Найти:
W м = 3 *10 -6ф ( 4В ) 2 / 2 =
= 24*10 -6 Дж = 2,4* 10 - 5 Дж
Wм = ?
Ответ: W м = 2,4 *10 – 5 Дж