Свободные и вынужденные электромагнитные колебания

Содержание

Слайд 2

Электромагнитные колебания — это колебания электрических и магнитных полей, которые сопровождаются периодическим

Электромагнитные колебания — это колебания электрических и магнитных полей, которые сопровождаются периодическим
изменением заряда, тока и напряжения и описываются уравнениями:
q=qm cosω0t;
i=Im cos(ω0t+π/2)

Слайд 4

Гипотеза Джеймса Клерка Ма́ксвелла

Существование электромагнитных полей было теоретически предсказано великим английским

Гипотеза Джеймса Клерка Ма́ксвелла Существование электромагнитных полей было теоретически предсказано великим английским
физиком Дж. Максвеллом в 1864 году.
Согласно теории Максвелла, переменные
электрические и магнитные поля не могут
существовать по отдельности:
изменяющееся магнитное поле
порождает электрическое
поле, а изменяющееся
электрическое поле порождает магнитное

Слайд 5

Колебательный контур

Простейшей системой, где могут возникнуть и существовать электромагнитные колебания, является колебательный

Колебательный контур Простейшей системой, где могут возникнуть и существовать электромагнитные колебания, является
контур.
Колебательный контур — цепь,
состоящая из включенных
последовательно
1)катушки индуктивностью L,
2)конденсатора емкостью С и
3)резистора сопротивлением R

Слайд 6

Идеальный контур Томсона

Идеальный контур Томсона — колебательный контур без активного сопротивления (R

Идеальный контур Томсона Идеальный контур Томсона — колебательный контур без активного сопротивления (R = 0).
= 0).

Слайд 7

Возникновение свободных э.м. колебаний

Если конденсатор зарядить и замкнуть на катушку, то по

Возникновение свободных э.м. колебаний Если конденсатор зарядить и замкнуть на катушку, то
катушке потечет ток. 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 ∂ )

Слайд 8

Возникновение свободных э.м. колебаний

Ток в данном направлении прекратится, и процесс повторится в

Возникновение свободных э.м. колебаний Ток в данном направлении прекратится, и процесс повторится
обратном направлении. Таким образом, в колебательном контуре будут происходить электромагнитные колебания.

Слайд 9

Свободные электромагнитные колебания – это периодически повторяющиеся изменения электромагнитных величин (q –

Свободные электромагнитные колебания – это периодически повторяющиеся изменения электромагнитных величин (q –
электрический заряд, I – сила тока, U – разность потенциалов), происходящие без потребления энергии от внешних источников.

Слайд 10

Формула Томсона

Период электромагнитных колебаний в идеальном колебательном контуре (т. е. в таком

Формула Томсона Период электромагнитных колебаний в идеальном колебательном контуре (т. е. в
контуре, где нет потерь энергии) зависит от индуктивности катушки и емкости конденсатора и находится по формуле Томсона, где
T- это промежуток времени,
через который значения колеблющихся величин
периодически повторяются, называется периодом колебания:

Слайд 11

Затухающие свободные колебания

В реальном колебательном контуре свободные электромагнитные колебания будут затухающими из-за

Затухающие свободные колебания В реальном колебательном контуре свободные электромагнитные колебания будут затухающими
потерь энергии на нагревание проводов.
При этом происходят превращения энергии электрического поля конденсатора в энергию
магнитного поля катушки с током
и наоборот.

Слайд 12

Вынужденные электрические колебания

Незатухающие колебания в цепи под действием внешней, периодически изменяющейся ЭДС

Вынужденные электрические колебания Незатухающие колебания в цепи под действием внешней, периодически изменяющейся
– называются вынужденными электромагнитными колебаниями
.
Установившиеся вынужденные колебания всегда происходят на частоте ω внешнего источника.
Электрические цепи, в которых происходят установившиеся вынужденные колебания под действием периодического источника тока, называются цепями переменного тока, напряжение которого изменяется по периодическому закону.

Слайд 13

Чему равен период собственных колебаний в контуре, если его индуктивность 2,5 Гн,

Чему равен период собственных колебаний в контуре, если его индуктивность 2,5 Гн,
а емкость 1,5 мкФ?

Т = 12,16 * 10-3с = 12,16мс

Слайд 14

Задачи:

Подставьте в формулу Томсона следующие значения:
L = 0,5 Гн С = 0,5

Задачи: Подставьте в формулу Томсона следующие значения: L = 0,5 Гн С
мкФ
Вычислите период, а затем частоту.
Ответ: Т = 0,0031 с
√ = 320 Гц

Слайд 15

Задачи:

Конденсатор какой электроемкости следует подключить к катушке индуктивности L= 20 мГн, чтобы

Задачи: Конденсатор какой электроемкости следует подключить к катушке индуктивности L= 20 мГн,
в контуре возникли колебания с периодом Т=1 мс?
Ответ: С= 1,27 мкФ

Слайд 16

Задачи:

Как изменится циклическая частота, если в колебательном контуре заменят конденсатор на

Задачи: Как изменится циклическая частота, если в колебательном контуре заменят конденсатор на
другой меньшей в 36 раз емкостью?
Ответ: частота увеличится в 6 раз
Имя файла: Свободные-и-вынужденные-электромагнитные-колебания.pptx
Количество просмотров: 23
Количество скачиваний: 0