Электромагнитные колебания, колебательный контур, гармонические колебания в контуре. Колебания заряда и тока в колебательном контуре.
Колебательный контур — осциллятор, представляющий собой электрическую цепь, содержащую соединённые катушку индуктивности и конденсатор. В такой цепи могут возбуждаться колебания тока (и напряжения).
Колебательный контур — простейшая система, в которой могут происходить свободные электромагнитные колебания.
Резонансная частота контура определяется так называемой формулой Томсона:
Электромагнитными колебаниями называются периодические изменения напряженности Е и индукции В.
Электромагнитными колебаниями являются радиоволны, микроволны, инфракрасное излучение, видимый свет, ультрафиолетовое излучение, рентгеновские лучи, гамма-лучи.
Энергия гармонических колебаний, изменение во времени энергии электрического поля в конденсаторе и магнитного поля в катушке индуктивности.
При гармонических колебаниях любых физических систем непрерывно и периодически происходит превращение кинетической энергии в потенциальную и обратно.
Например, при колебаниях физического или математического маятников в крайних положениях потенциальная энергия максимальна, а при прохождении положения равновесия максимальна кинетическая энергия.
Найдем математические выражения для кинетической, потенциальной и полной механической энергий физических систем, совершающих гармонические колебания.
Энергия заряженного конденсатора равна работе внешних сил, которую необходимо затратить, чтобы зарядить конденсатор.
Процесс
зарядки конденсатора можно представить
как последовательный перенос достаточно
малых порций заряда Δq > 0 с одной
обкладки на другую (рис. 1.7.1). При этом
одна обкладка постепенно заряжается
положительным зарядом, а другая –
отрицательным. Поскольку каждая порция
переносится в условиях, когда на обкладках
уже имеется некоторый заряд q, а между
ними существует некоторая разность
потенциалов
при
переносе каждой порции Δq внешние силы
должны совершить работу
Энергия Wе конденсатора емкости C, заряженного зарядом Q, может быть найдена путем интегрирования этого выражения в пределах от 0 до Q:
|
Затухающие электромагнитные колебания. Колебания силы тока в rlc – цепочке. Частота затухающих колебаний, коэффициент затухания, время затухания.
RLC (идеальный колебательный контур Томсона) - это по сути колебательный контур с резистором. R означает резистор, L — катушка индуктивности, а С — конденсатор.
Колебательный контур — это система, состоящая из катушки индуктивности и конденсатора.
Электромагнитные колебания — это колебания электрических и магнитных полей, которые сопровождаются периодическим изменением заряда, тока и напряжения.
Свободными колебаниями называются колебания, возникающие под действием внутренних сил.
По этому признаку колебания груза, подвешенного на пружине, или шарика на нити являются свободными колебаниями.
Колебания под действием внешних периодически изменяющихся сил называются вынужденными колебаниями . Вынужденные колебания совершают поршень в цилиндре автомобильного двигателя и нож электробритвы, игла швейной машины и резец, строгального станка.