Презентация на тему: "Презентация по физике 11 класс Колебательный контур"

КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ
КОНТУР

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

Лейденская банка
1.Стеклянный сосуд,
оклеенный снаружи и внутри металлической фольгой
– конденсатор.
2.Наблюдаем, что замыкая обкладки конденсатора, намагниченный стальной стержень меняет полярность
3.Вывод: Электрический заряд внутри конденсатора совершает колебания

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.

L – ИНДУКТИВНОСТЬ
КАТУШКИ


C – ЭЛЕКТРОЁМКОСТЬ
КОНДЕНСАТОРА

L – ИНДУКТИВНОСТЬ
КАТУШКИ

L – ИНДУКТИВНОСТЬ
КАТУШКИ

[ L ] = Гн
(Генри)

C – ЭЛЕКТРОЁМКОСТЬ
КОНДЕНСАТОРА

C – ЭЛЕКТРОЁМКОСТЬ
КОНДЕНСАТОРА

[ C ] = Ф (Фарад)

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

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.

Характеристики колебаний
Период колебаний – Т – это минимальный промежуток времени, через который процесс полностью повторяется
Т = 2¶ √LC

Характеристики колебаний
2. Частота – Ү – число колебаний за единицу времени
Ү = 1/Т [Ү ] = Гн
3 Циклическая частота – ω – число колебаний за 2 ¶ секунд.
ω = 2 ¶ Ү [ω] = Гн

Характеристики колебаний
4. Амплитуда колебаний – q m, Im, Um – это модуль наибольшего значения электрического заряда или величины периодически изменяющейся.
5. Гармонические колебания – это периодические изменения физической величины в зависимости от времени, происходящие по закону синуса или косинуса

Характеристики колебаний
6. Фаза колебаний – φ – это мера времени, прошедшего от начала колебаний и выраженного в единицах в 2 ¶ раз меньших, чем период Т.
φ = ωt = 2 ¶ t/T [φ] = рад.(радиан)
7. Энергия колебаний
Wэл.п = Cu2/2 =q*q/2C Wм.п. = Li2/2

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.

Преобразование энергии в колебательном контуре
ЗАРЯДКА
КОНДЕНСАТОРА
0

Преобразование энергии в колебательном контуре
конденсатор получил электрическую энергию
Wэл = C U 2 / 2
1
I
I
-
+
+
+
+
-
-
-

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
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
3

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
4
I
I
-

Преобразование энергии в колебательном контуре
Конденсатор перезарядился
W эл = C U 2 / 2
5
I
I
-
+
+
+
+
-
-
-
-

Преобразование энергии в колебательном контуре
Электрическая энергия конденсатора преобразуется в магнитную энергию катушки с током.
-
W = L i 2 / 2 + C u 2 / 2
6
I
I
+
+
+
-
-
+
+

Преобразование энергии в колебательном контуре
Конденсатор разрядился. Электрическая энергия конденсатора равна нулю, а магнитная энергия катушки с током максимальная.
Wм = L I 2 / 2
7

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
8
I
I
+
+
-
+
+
-
-

Преобразование энергии в колебательном контуре
Конденсатор зарядился заново. Начинается новый цикл.
W = C U 2 / 2
9
I
I
+
+
-
-
+
+
+
+
-
-
-
-

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
Назад

ПОДУМАЙ
Назад

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

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 !!!