Тербелмелі контур. Еркін және еріксіз электромагниттік тербелістер. Физика, 11 сынып, презентация.

Тербелмелі контур. Тербелмелі контурдағы энергияның түрленуі.

Оқыту мақсаты: 11.4.2.1-еркін және еріксіз тербелістердің пайда болуын сипаттау

Еркін электрмагниттік тербелістер

Тербелмелі контур

С сыйымдылығы бар конденсатордан және

L индуктивтілігі бар катушкадан тұратын электр тізбек

Тербелмелі контур

Кедергісіз контурдағы бос электромагниттік гармоникалық

тербелістер катушканы зарядталған конденсаторға қосқан кезде пайда болады.

Өзіндік индукция құбылысы есебінен контурда q зарядының гармоникалық тербелісі,

конденсатордағы U кернеуі және катушка индуктивтілігіндегі I ток күші пайда болады.

Өткізгіштердің кедергісі ескерілмейді.

Электрсыйымдылық

Белгіленуі:

Өлшем бірлігі:

өткізгіштің зарядының осы өткізгіш пен көрші арасындағы потенциалдар айырымы қатынасына тең физикалық шама.

C

Ф

Зарядталған конденсатордың энергиясы

Wp - зарядталған конденсатордың электрлік энергиясы

q - конденсатордың кез келген зарядының модулі

U - өткізгіштер арасындағы потенцталдар айырымы

C - конденсатордың электрсыйымдылығы

Өткізгіштің индуктивтілігі-скалярлық физикалық шама соленоидтегі ток арқылы пайда болған магнит ағынының ондағы ток күшінің сандық қатынасына тең

Индуктивтілік

1. Тербелмелі контурдың болуы

2. Электр кедергісі өте аз болуы керек.

3. Конденсаторды зарядтаңыз (жүйені тепе-теңдіктен шығарыңыз).

Электрмагниттік тербелістердің пайда болу шарттары:

Еркін электрмагниттік тербелістер

Конденсаторға зарядты беру кезінде тербелмелі контурда пайда болатын тербелістер

R≠ 0 тербелістер әлсірейді

R=0 идеалды тербелмелі контур

Әлсіреген тербеліс

Еріксіз тербелістер

сыртқы периодтық электр

қозғаушы күш әсерінен болған

тізбектегі тербелістер

Зарядтың, кернеудің және токтың гармоникалық тербелісі

q0 — конденсатордағы зарядтың амплитудалық мәні;

Бұл жағдайда:

U0= q0/С —амплитудное значение напряжения на конденсаторе;

i0   q0 —конденсатордағы кернеудің амплитудалық мәні;

В.П. Сафронов 2015 safron-47@mail.ru

Тербелмелі контурдағы энергияның өзгеруі

1) t = 0

2) t = T/4

3) t = T/2

t = 0. Бастапқы уақытта W контурдың барлық энергиясы

конденсатордың электр өрісінде шоғырланған

Конденсатор зарядсыздана бастайды және электр тогы, ( + ) – ден ( - ) бағытталған, катушкаларда магнит өрісін жасайды. Электр өрісінің энергиясы магнит энергиясына өтеді.

2) t = T/4. Контур энергиясы W катушканың магниттік өрісіне шоғырланған:

Конденсатор разрядталған. Негізгі ток жоғалып кету керек, бірақ пайда болатын өздік индукция тогы азаятын токты қолдайды (Ленц заңы) және конденсаторды қайта зарядтайды.

3) t = T/2. Контурдың энергиясы W қайта зарядталған конденсатордың электр өрісінде шоғырланған:

4) t = 3T/4. Әрі қарай процесс қайталанады.

В.П. Сафронов 2015 safron-47@mail.ru

КОЛЕБАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ И МАГНИТНОЙ ЭНЕРГИЙ

Тербелмелі контурдағы энергияның тербеліс периоды (TЭ , ТМ ) кернеудің және ток күшінің (T), зарядтың тербеліс периодынан екі есе аз.

В.П. Сафронов 2015 safron-47@mail.ru

Электрмагнитті энергияның сақталу заңы

Осылайша, тізбекте электр өрісінің энергиясы магнит өрісінің энергиясына айналады және керісінше .

электрмагнитті энергияның сақталу заңы:

Еркін өшетін тербелістер

Әрбір нақты тізбектің белсенді кедергісі бар

Тізбектің энергиясы өткізгішті қыздыруға жұмсалады. Тербелістердің амплитудасы азаяды, тербелістер өшеді.

В.П. Сафронов 2015 safron-47@mail.ru

Еріксіз тербелістер

контурда айнымалы ток генераторы

қосылған кезде пайда болады.

Генераторы бар еріксіз тербелістер

Генератор синусоидалы ЭҚК өндіреді

0 — ЭҚК амплитудасы,

 — генератор жиілігі.

Контурда генератор жиілігіне сәйкес еріксіз тербелістер пайда болады .

Тербелмелі контурдағы резонанс

I0 ток амплитудасының тез өсуі электрлік тізбектегі резонанс болып табылады. Резонанс байқалған ортада Сыртқы ЭҚК жиілігі Резонанс байқалатын сыртқы ЭҚК жиілігі резонанстық жиілік деп аталады Ꞷ0 және тербелістің меншікті жиілігіне тең

R Белсенді кедергі көбейген сайын,

Токтың тербеліс амплитудасы I0 азаяды.

Резонансты қисық

В.П. Сафронов 2015 safron-47@mail.ru

1. Есеп

Тербелмелі контурда сыйымдылығы 800 пФ конденсатор және индуктивтілігі 2 мкГн идуктивті катушка бар. Контурдың өзіндік тербеліс периоды қандай? (жауапты хғс беріңіз)

3 балл

2. Есеп

.

Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью С и катушки индуктивности индуктивностью L. Как изменится период свободных электромагнитных колебаний в этом контуре, если электроемкость конденсатора и индуктивность катушки увеличить в 3р. Егер конденсатордың электр сыйымдылығы мен катушканың индуктивтілігі 3 есе артса контурдағы бос электромагниттік тербелістердің периоды қалай өзгереді?

4 балл

3. Есеп

Тербелмелі контурдағы бос тербелістер кезіндегі ток күшінің амплитудасы 100 мА. Егер осы конденсатордың сыйымдылығы 1 мкФ және катушканың индуктивтілігі 1 Гн болса, тербелмелі тізбектің конденсаторындағы кернеудің амплитудасы қандай? Белсенді кедергі ескерілмейді.

5 балл

Энергияның сақталу заңына сәйкес

Оқыту мақсаты: 11.4.2.1-еркін және еріксіз тербелістердің пайда болу жағдайларын сипаттау