Свободные и вынужденные электромагнитные колебания

Июль 25, 2022

Главная
Физика
Свободные и вынужденные электромагнитные колебания

Содержание

2. Успехи в изучении электромагнетизма в XIX веке привели к бурному развитию промышленности и техники, особенно это
3. Электромагнитные колебания измеряются электронным осциллографом. Осциллограмма показывает, что напряжение на катушке является колеблющейся величиной. Верхняя пластинка
4. Виды электромагнитный колебаний Свободными колебаниями называют такие, которые совершаются без внешнего воздействия за счет первоначально накопленной
5. Электромагнитные колебания-это колебания электрического и магнитного поля, которые сопровождаются периодическим изменением заряда, силы тока и напряжения.
6. Возникнут электромагнитные колебания из-за превращения энергии электрического поля конденсатора.
7. Конденсатор, заряжаясь от батареи, в начальный момент времени приобретет максимальный заряд. Его энергия Wэ будет максимальной
8. Возникнут электромагнитные колебания из-за превращения энергии электрического поля конденсатора в энергию магнитного поля катушки с током
9. Контур, в котором нет потерь энергии, является идеальным колебательным контуром. Период электромагнитных колебаний в идеальном колебательном
10. В реальном колебательном контуре свободные электромагнитные колебания будут затухающими затухающие колебания из-за потерь энергии при нагревании
12. Скачать презентацию

Слайд 2

Успехи в изучении электромагнетизма в XIX веке привели к бурному развитию

промышленности и техники, особенно это касается средств связи. Прокладывая линии телеграфа на большие расстояния, инженеры столкнулись с рядом необъяснимых явлений, которые побудили ученых к исследованиям. Так, в 50-х годах британский физик Уильям Томсон (лорд Кельвин) занялся вопросом о трансатлантической телеграфии. Учитывая неудачи первых практиков, он теоретически исследовал вопрос о распространении электрических импульсов вдоль кабеля. При этом Кельвин получил ряд важных выводов, которые в дальнейшем позволили осуществить телеграфирование через океан. Также в 1853 году британский физик выводит условия существования колебательного электрического разряда. Эти условия легли в основу всего учения об электрических колебаниях.

Слайд 3

Электромагнитные колебания измеряются электронным осциллографом. Осциллограмма показывает, что напряжение на катушке

является колеблющейся величиной. Верхняя пластинка заряжается положительно, а нижняя-отрицательно. Катушка станет электромагнитом и начнет создавать вокруг себя магнитное поле.

Слайд 4

Виды электромагнитный колебаний
Свободными колебаниями называют такие, которые совершаются без внешнего воздействия

за счет первоначально накопленной энергии.
Вынужденными называются колебания в цепи под действием внешней периодической электродвижущей силы

Слайд 5

Электромагнитные колебания-это колебания электрического и магнитного поля, которые сопровождаются периодическим изменением

заряда, силы тока и напряжения.
Простейшей системой, где могут возникнуть и существовать свободные электромагнитные колебания, является колебательный контур. Колебательный контур-это цепь, состоящая из катушки индуктивности и конденсатора.

Рис. 1. Простейший колебательный контур

Слайд 6

Возникнут электромагнитные колебания из-за превращения энергии электрического поля конденсатора.

Слайд 7

Конденсатор, заряжаясь от батареи, в начальный момент времени приобретет максимальный заряд.

Его энергия Wэ будет максимальной (рис. а).
Если конденсатор замкнуть на катушку , то в этот момент времени он начнет разряжаться (рис. б). В цепи появится ток. По мере разрядки конденсатора ток в цепи и в катушке возрастает. Из-за явления самоиндукции это происходит не мгновенно. Энергия катушки Wм становится максимальной (рис. в).
Индукционный ток течет в ту же сторону. Электрические заряды вновь накапливаются на конденсаторе. Конденсатор перезаряжается, т.е. обкладка конденсатора, прежде заряженная положительно, будет заряжена отрицательно. Энергия конденсатора становится максимальная. Ток в данном направлении прекратится, и процесс повторится в обратном направлении (рис. г). процессы в колебательном контуре. Этот процесс будет повторяться снова и снова.

Слайд 8

Возникнут электромагнитные колебания из-за превращения энергии электрического поля конденсатора в энергию

магнитного поля катушки с током ,и наоборот. Если отсутствуют потери (сопротивление R=0), то сила тока, заряд и напряжение со временем изменяются по гармоническому закону. Колебания, происходящие по закону косинуса или синуса, называются гармоническими.

Слайд 9

Контур, в котором нет потерь энергии, является идеальным колебательным контуром. Период

электромагнитных колебаний в идеальном колебательном контуре зависит от индуктивности катушки и емкости конденсатора и находится по формуле Томсона
где L – индуктивность катушки, С – емкость конденсатора, T – период э/м колебаний.

Слайд 10

В реальном колебательном контуре свободные электромагнитные колебания будут затухающими затухающие колебания

из-за потерь энергии при нагревании проводов. Для практического применения важно получить незатухающие электромагнитные колебания, а для этого необходимо колебательный контур пополнять электроэнергией, чтобы скомпенсировать потери энергии от генератора незатухающих колебаний, который является примером автоколебательной системы.