Похожие презентации:
Электромагнитные колебания. Колебательный контур
1. СВОБОДНЫЕ КОЛЕБАНИЯ В КОЛЕБАТЕЛЬНОМ КОНТУРЕ
LC
2.
ОТКРЫТИЕ СВОБОДНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХКОЛЕБАНИЙ
• Замыкали обкладки лейденской
I
I
банки с помощью катушки
• Обнаруживали намагничивание
стальной спицы, помещенной внутрь
катушки
• Удивляло то, что заранее
невозможно было предсказать,
какой конец спицы будет
северным полюсом,
а какой - южным
SN
?
?
• При разрядке конденсатора через катушку возникают
SN
колебания: конденсатор успевает многократно перезарядиться
и ток меняет направление много раз
3.
Периодические или почти периодические изменениязаряда, силы тока и напряжения называются
ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ КОЛЕБАНИЯМИ
Система, в которой могут осуществляться такие колебания,
называется
КОЛЕБАТЕЛЬНЫМ КОНТУРОМ
Обнаружить наличие колебаний позволяет
прибор - ОСЦИЛЛОГРАФ
L
C
Рассмотрим подробно процессы, происходящие
в колебательном контуре
4.
Немецкий учёный. Занималсяпроблемами электродинамики, создал
колебательный контур, состоящий из
индуктивности и ёмкости.
Гельмгольц Герман Людвиг
1821–1894 гг.
5.
Конденсатор6.
Конденсатор+
L
+
C
I
-
Ii
Начальное состояние
Конденсатор заряжен
+
-
+
Конденсатор
разряжается
Конденсатор
перезаряжается током
самоиндукции катушки
-
+
I
Ii
Конденсатор
перезарядился
Конденсатор
перезарядился
Конденсатор
перезаряжается током
самоиндукции катушки
+
Конденсатор
разряжается
7.
8.
CL
Система, в которой могут осуществляться
свободные электромагнитные колебания,
называется колебательным контуром.
9.
IL
C
-
I
L
q
+
C
L
L
C
+
q
-
C
L
C
-
q
+
10.
Осциллограф – прибор, которыйпозволяет обнаружить наличие
колебаний.
11.
12.
Свободные колебания+ + ++
- - - -
Свободными колебаниями называются колебания,
которые возникают в системе, выведенной из
состояния равновесия, только за счёт внутренних сил.
13.
q, iЭлектромагнитные колебания
T
q
i
T
Электромагнитные колебания — это периодические
изменения со временем электрических и магнитных
величин (заряда, силы тока, напряжения, напряжённости,
магнитной индукции и др.) в электрической цепи.
14.
+1
-q
q
C
R
K
2
L
Вынужденные электромагнитные колебания – это
колебания, которые возникают в цепи под действием
внешней периодической электродвижущей силы.
15.
– энергия электрическогополя конденсатора
где q — заряд конденсатора;
С — его электроёмкость.
1
2
q
+ + +
- - - -q
16.
– энергия магнитного полягде I — сила переменного тока;
L — индуктивность катушки.
катушки
1
2
q
+ + +
- - - -q
17.
Полная энергия электромагнитногополя контура
18.
В момент, когда конденсатор полностьюразрядится, энергия электрического поля станет
равной нулю. Энергия же магнитного поля тока,
согласно закону сохранения энергии, будет
максимальной. В этот момент сила тока также
достигнет максимального значения.
C
L
R
19.
В колебательном контуре энергия электрическогополя заряженного конденсатора периодически
превращается в энергию магнитного поля тока.
20.
СВОБОДНЫЕ КОЛЕБАНИЯМЕХАНИЧЕСКИЕ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
Совершаются
• математическим маятником
• пружинным маятником
Изменяются периодически:
Совершаются
• в колебательном контуре
Изменяются периодически:
• координата
• скорость
• потенциальная энергия
• кинетическая энергия
• заряд
• сила тока
• энергия электрического поля
• энергия магнитного поля
21.
IL
C
-
I
L
q
+
C
L
L
C
+
-q
-
C
L
C
-
q
+
22.
IL
C
-
I
L
q
+
C
L
L
C
+
q
-
C
L
C
-
q
+
23.
Сравнительная таблицамеханических и электромагнитных колебаний
Механические колебания
Параметры
колебательной
системы
Энергия
Циклическая частота
Величина,
характеризующая
отклонение
Величины,
характеризующие
скорость изменения
состояния
колебательной системы
Масса груза m
Жёсткость пружины k
Электромагнитные колебания
24.
Электрические величиныМеханические величины
Заряд конденсатора
Координата
Ток в цепи
I
Скорость
Индуктивность
Масса
Величина, обратная электроёмкости
Жёсткость
Напряжение на конденсаторе
Упругая сила
Энергия электрического поля конденсатора
Потенциальная энергия пружины
Магнитная энергия катушки
Кинетическая энергия
Магнитный поток
Импульс
25.
Уравнение, описывающее свободныеэлектрические колебания в контуре
+
26.
Уравнение, описывающее свободныеэлектрические колебания в контуре
27.
Физический смысл полученного уравнениясостоит в том, что скорость изменения энергии
магнитного поля по модулю равна скорости
изменения энергии электрического поля; знак
минус указывает на то, что, когда энергия
электрического поля возрастает, энергия
магнитного поля убывает и наоборот. Именно
благодаря этому полная энергия не меняется.
28.
CL
q
29.
– циклическая частотапружинного маятника
– циклическая частота свободных
электрических колебаний
30.
Период колебаний груза на пружине:Период свободных колебаний в
электромагнитном контуре:
31.
Формула Томсона:У. Томсон (Кельвин)
1824–1907 гг.
32.
Уравнение изменения заряда конденсаторасо временем
33.
Уравнение изменения заряда конденсаторасо временем
34.
Сила тока совершает гармонические колебания35.
q, ii
q
36.
Задача. Колебательный контур состоит из катушки индуктивности и конденсатора.Индуктивность катушки уменьшили от 32 мГн до 4 мГн. Как и во сколько раз изменится в
результате этого период электромагнитных колебаний в контуре?
Дано:
Решение:
Ответ: в 4 раза увеличится период колебаний,
соответственно в 4 раза уменьшится частота колебаний .
37.
Дано:Найти: Какую информацию о
колебаниях заряда в контуре
можно получить из этого
уравнения?
Решение: