Презентация "Колебательный контур. Свободные и вынужденные колебания. Резонанс" по физике – проект, доклад

Колебательный контур. Свободные и вынужденные колебания. Резонанс.

Колебательный контур

Колебательный контур – это система, состоящая из последовательно соедененных конденсатора емкости C, катушки индуктивности L и проводника с сопротивлением R (рис.1.)

Рис.1.

Уравнение колебательного контура

Незатухающие колебания

Если нет сопротивления, то электрические колебания в колебательном контуре будут незатухающими

Полная электромагнитная энергия колебательного контура

Полная энергия

Где i и q – сила тока и электрический заряд в любой момент времени

Свободные электромагнитные колебания

Свободные электромагнитные колебания – это периодически повторяющиеся изменения электромагнитных величин (q – электрический заряд, I – сила тока, U – разность потенциалов), происходящие без потребления энергии от внешних источников.

Свободные незатухающие колебания

Если сопротивление R равно нулю:

Решение этого уравнения:

Формула Томпсона

Если какая-либо величина меняется по времени по закону то она совершает гармонические колебания.

Промежуток времени, через который значения колеблющихся величин периодически повторяются, называется периодом колебания:

Число колебаний в единицу времени называется частотой колебаний:

- Формула Томпсона

Затухающие электромагнитные колебания

Свободные электромагнитные колебания в реальном колебательном контуре, представляющем собой последовательное соединение катушки индуктивности L, конденсатора емкости С и электрического сопротивления R – называются затухающими электромагнитными колебаниями

Уравнение изменения заряда q на обкладках конденсатора во времени:

Решение уравнения:

Зависимость заряда от времени при затухающем колебании

Циклическая частота свободных электромагнитных колебаний в контуре:

Период затухающих колебаний:

Вынужденные электромагнитные колебания

Незатухающие колебания в цепи под действием внешней, периодически изменяющейся ЭДС – называются вынужденными электромагнитными колебаниями

Магнитный поток Ф сквозь плоскость рамки:

По закону электромагнитной индукции:

Полное сопротивление колебательного контура

Из закона Ома для участка цепи переменного тока:

Сдвиг фаз между колебаниями силы тока и напряжения (отношение реактивного сопротивления к активному):

Резонанс

Явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний тока в колебательном контуре, которое происходит при совпадении частоты вынужденных колебаний с собственной частотой колебательного контура – называется резонансом.

Если Um = const , то амплитуда вынужденных колебаний силы тока зависит от ω :

Условие резонанса токов: