Колебательный контур. Свободные электромагнитные колебания в идеальном колебательном контуре

1. Тема: Колебательный контур. Свободные электромагнитные колебания в идеальном колебательном контуре. Аналогия между

механическими и
электромагнитными колебаниями

2.

3.

Электромагнитные волны — это распространение в
пространстве с течением времени переменных (вихревых)
электрических и магнитных полей.
Вихревым электрическим полем называется поле, силовые
линии которого представляют собой замкнутые линии.
Джеймс Максвелл описал основные положения
электромагнитной теории, а Генрих Герц доказал существование
электромагнитных волн опытным путём. К электромагнитным
волнам относятся радио, Wi-Fi и даже свет.

4. Электромагнитные волны

5.

Свободные электромагнитные
колебания – периодически повторяющиеся
изменения силы тока в электрической цепи,
сопровождающиеся периодическими превращениями
энергии ЭП в энергию МП и наоборот, происходящие
без потребления энергии от внешних источников.

6. Колебательный контур — это устройство, в котором могут происходить свободные электромагнитные колебания. Также можно сказать,

что колебательный контур
— это электрическая цепь, работа которой
порождает электромагнитное поле.

7.

Колебательный контур (LCR-контур) —
электрическая цепь, состоящая из конденсатора
ёмкостью , катушки индуктивностью и резистора
сопротивлением . В этой цепи происходят свободные
затухающие электромагнитные колебания, причём
скорость затухания этих колебаний определяется
сопротивлением резистора.
Идеальный колебательный контур (LC-контур) —
колебательный контур, в котором отсутствует
электрическое сопротивление . В нём происходят
свободные незатухающие электромагнитные колебания.

8. Принцип действия колебательного контура

Принцип действия колебательного контура
Первый этап
Второй этап (обратный)
Заряженная положительно пластина конденсатора
начинает разряжаться.
Ток поступает в электрическую цепь, протекая от
положительного заряда к отрицательному через
соленоид.
В контуре возникают электромагнитные колебания.
Ток разряда конденсатора, проходя по виткам катушки,
порождает магнитное поле.
В катушке возникает ЭДС самоиндукции,
препятствующая мгновенной разрядке конденсатора,
ток нарастает постепенно.
С ростом тока разряда убывает электрическое поле в
конденсаторе, но возрастает магнитное поле катушки.
В момент, когда поле конденсатора исчезнет
(конденсатор разрядится), магнитное поле катушки
будет максимальным.
Ток, пройдя через соленоид, переходит на вторую
пластину и заряжает её положительно (в то время как
первая обкладка, с которой шёл ток, получает
отрицательный заряд).
Разрядившись окончательно, конденсатор благодаря
энергии ЭДС катушки, которая в этот момент будет
максимальна, начнёт заряжаться вновь.
По мере заряда ток ослабевает, а вместе с ним и
магнитное поле.
Ток проходит через катушку с положительно заряженной
пластины (той, которая в начале первого этапа была
заряжена отрицательно) на отрицательно заряженную.
Все заряды встают на свои первоначальные места.

9. Сравним механизмы свободных механических и электромагнитных колебаний

10.

11.

12. Период свободных колебаний в контуре, формула Томсона

Период колебаний – минимальный промежуток времени,
в течение которого физическая величина проходит через
все возможные значения и возвращается к
первоначальному значению.

13. Частота колебаний показывает сколько колебаний совершается за 1 с.

[ ] = 1 Гц

14. Аналогия

15. ПРАКТИКУМ