Образовательный портал "Мой университет" - www.moi-universitet.ru Факультет "Реформа образования" - www.edu-reforma.ru
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.
Простейший колебательный контур.
Периодические или почти периодические изменения заряда, силы тока и напряжения называются электромагнитными колебаниями.
Из вывода Максвелла следует, что в природе существует единое электромагнитное поле.
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.
Преобразование энергии в колебательном контуре
0
ЗАРЯДКА
КОНДЕНСАТОРА
Преобразование энергии в колебательном контуре
1
конденсатор получил электрическую энергию
I
I
+
-
-
+
-
+
-
+
W эл = C U 2 / 2
Преобразование энергии в колебательном контуре
2
конденсатор разряжается, в цепи появляется электрический ток. При появлении тока возникает переменное магнитное поле.
W = С u 2 / 2 + Li 2 / 2
Преобразование энергии в колебательном контуре
3
По мере разрядки конденсатора энергия электрического поля уменьшается, но возрастает энергия магнитного поля тока
W м = L I 2 / 2
Преобразование энергии в колебательном контуре
4
Полная энергия электромагнитного поля контура равна сумме энергий магнитного и электрического полей.
I
I
-
W = L i 2 / 2 + C u 2 / 2
Преобразование энергии в колебательном контуре
5
I
I
Конденсатор перезарядился
+
-
-
+
-
-
+
-
+
W эл = C U 2 / 2
Преобразование энергии в колебательном контуре
6
Электрическая энергия конденсатора преобразуется в магнитную энергию катушки с током.
I
I
-
+
-
+
+
+
-
+
W = L i 2 / 2 + C u 2 / 2
Преобразование энергии в колебательном контуре
7
Конденсатор разрядился. Электрическая энергия конденсатора равна нулю, а магнитная энергия катушки с током максимальная.
W м = L I 2 / 2
Преобразование энергии в колебательном контуре
8
Полная энергия электромагнитного поля контура равна сумме энергий магнитного и электрического полей.
I
I
+
-
-
+
+
+
-
W = L i 2 / 2 + C u 2 / 2
Преобразование энергии в колебательном контуре
9
Конденсатор зарядился заново. Начинается новый цикл.
I
I
-
+
+
+
-
-
+
-
+
+
-
-
W = C U 2 / 2
-
-
-
-
+
+
+
+
-
-
-
-
+
+
+
+
W эл W м W эл
Преобразование энергии в колебательном контуре
CU 2 /2 =Cu 2 /2 + Li 2 /2 = LI 2 /2