Презентация на тему: Колебательный контур

КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ КОНТУР

Простейший колебательный контур.

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.

Простейший колебательный контур.

L – ИНДУКТИВНОСТЬ L – ИНДУКТИВНОСТЬ КАТУШКИ C – ЭЛЕКТРОЁМКОСТЬ КОНДЕНСАТОРА

L – ИНДУКТИВНОСТЬ КАТУШКИ

L – ИНДУКТИВНОСТЬ КАТУШКИ [ L ] = [ Гн ]

C – ЭЛЕКТРОЁМКОСТЬ КОНДЕНСАТОРА

C – ЭЛЕКТРОЁМКОСТЬ КОНДЕНСАТОРА [ C ] = [ Ф ]

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

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

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

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

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

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

ВЫНУЖДЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ - колебания в цепи под действием внешней периодической электродвижущей силы.

Преобразование энергии в колебательном контуре ЗАРЯДКА КОНДЕНСАТОРА

Преобразование энергии в колебательном контуре - конденсатор получил электрическую энергию Wэл = C U 2 / 2

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

Преобразование энергии в колебательном контуре По мере разрядки конденсатора энергия электрического поля уменьшается, но возрастает энергия магнитного поля тока Wм = L I 2 / 2

Преобразование энергии в колебательном контуре Полная энергия электромагнитного поля контура равна сумме энергий магнитного и электрического полей. W = L i 2 / 2 + C u 2 / 2

Преобразование энергии в колебательном контуре Конденсатор перезарядился W эл = C U 2 / 2

Преобразование энергии в колебательном контуре Электрическая энергия конденсатора преобразуется в магнитную энергию катушки с током. W = L i 2 / 2 + C u 2 / 2

Преобразование энергии в колебательном контуре Конденсатор разрядился. Электрическая энергия конденсатора равна нулю, а магнитная энергия катушки с током максимальная. Wм = L I 2 / 2

Преобразование энергии в колебательном контуре Полная энергия электромагнитного поля контура равна сумме энергий магнитного и электрического полей. W = L i 2 / 2 + C u 2 / 2

Преобразование энергии в колебательном контуре - Конденсатор зарядился заново. Начинается новый цикл. W = C U 2 / 2

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

ЗАДАЧА Колебательный контур состоит из конденсатора ёмкостью 10 мкФ и катушки индуктивностью 100 мГн. Найти амплитуду колебаний напряжения, если амплитуда колебаний силы тока 0,1 А. 1) 0,1 В 2) 100 В 3) 10 В РЕШЕНИЕ

МОЛОДЕЦ

ПОДУМАЙ

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

ЗАДАЧА В колебательном контуре ёмкость конденсатора 3 мкФ, а максимальное напряжение на нем 4 В. Найдите максимальную энергию магнитного поля катушки. Активное сопротивление принять равным нулю. 1) 2,4 кДж 2) 2,4 *10 5 Дж 3) 2,4 * 10 -5 Дж РЕШЕНИЕ 1) 2,4 кДж 2) 2,4 *10 5 Дж 3) 2,4 * 10 -5 Дж РЕШЕНИЕ

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

СМОТРИ. СЛУШАЙ. ИЗУЧАЙ !!!

Презентацию подготовила учитель физики МОУ СОШ № 73 города Ульяновска БАДАНИНА И.В.