Закрытый колебательный контур. Возникновение колебаний в нем

Переменный ток, его получение, основные характеристики.

Переменный электрический ток-это вынужденные электромагнитные колебания. Это изменение силы тока и напряжения по гармоническому закону

Уравнение переменного тока

I=Im sin(ωt+φ0 ) u =Um sin(ωt+φ0 )

где i, u- мгновенное значение силы тока и напряжения

Im, Um- максимальное значение силы тока и напряжения(амплитуда)

ω — циклическая частота колебаний (число колебаний, совершаемых за 2Π секунд),

φ0— начальная фаза колебаний.

Период колебаний—это время за которое совершается одно полное колебание.T=1/v

Частота-число колебаний за 1 секунду ν=1/Т

Приборы, включенные в цепь переменного тока должны быть рассчитаны на максимальные значения тока и напряжения. Но энергия, которую они потребляют определяется через действующее значение. Амперметр и вольтметр, включенные в цепь переменного тока показывают действующее значение. Действующее значение- это некоторое усредненное значение.

I_д =I_m| √2 U_д =U_m|√2

Действующее значение определяется по тепловому действию. Оно равно силе постоянного тока, которая за промежуток времени вызывает такое же нагревание проводника, как и рассматриваемый переменный ток.

Колебаниями называются любые изменения величины, повторяющиеся через определенные промежутки времени.

Электромагнитные колебания - это изменения электрического и магнитного полей, происходящие в цепи или пространстве.

Для создания электромагнитных колебаний используют колебательный контур.

К олебательный контур -это система, состоящая из конденсатора и катушки, соединенных в замкнутую цепь.

С – емкость конденсатора L – индуктивность катушки

* В конденсаторе накапливается заряд, т.е. энергия электрического поля. В катушке накапливается энергия магнитного поля.

W_э=q²/2c = cu²/2-энергия электрического поля

W_м=LI²/2 – энергия магнитного поля

Контур называется закрытым, т. к. цепь замкнута и колебания происходят только внутри контуре и вовне не распространяются.

Процесс колебаний:

Для создания колебаний в таком контуре необходимо в начальный момент времени зарядить конденсатор.

1) q-max I=0 W_э=max W_м=0(

2)конденсатор разряжает q ↓ I ↑ (ток и заряд изменяются постепенно, т.к. в катушке возникает явление самоиндукции)

W_э↓ → W_м↑ Энергия электрического поля переходит в энергию магнитного

3)q=0 I_max W_э=0 W_м=max

4)q↑ I↓ W_э↑ ←W_м↓ Энергия магнитного поля переходит в энергию электрического

5)q–max I=0 W_э-max w_м=0

1-5 – это только половина колебаний, т.к. заряд конденсатора поменялся по знаку

Колебания могли быть бесконечными, если бы не было потери энергии.

Период колебаний в контуре:

T = 2Π√LC - Формула Томсона.

Дата добавления: 2015-04-24