В идеальном колебательном контуре радиоприемника происходят электромагнитные колебания зависимость q

Начало работы

Привет сейчас ты за 5 шагов узнаешь, как пользоваться платформой

За это задание ты можешь получить 2 балла. Уровень сложности: повышенный.Средний процент выполнения: 59.2%Ответом к заданию 15 по физике может быть последовательность цифр, чисел или слов. Порядок записи имеет значение.

Разбор сложных заданий в тг-канале

Тема: В идеальном колебательном контуре происходят электромагнитные колебания с частот (Прочитано 8690 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Vlad

В идеальном колебательном контуре происходят электромагнитные колебания с частотой ν = 1 258 Гц. Если максимальная сила тока в контуре I0 = 1 А, а емкость конденсатора С = 4 мкФ, то полная электромагнитная энергия W контура равна

« Последнее редактирование: 21 Мая 2012, 00:00 от Vlad »

Djek

« Последнее редактирование: 21 Мая 2012, 19:46 от djek »

Добавить в вариант

Идеальный газ массой m  =  6,0 кг находится в баллоне вместимостью V  =  5,0 м3. Если средняя квадратичная скорость молекул газа

=  700 м/c, то его давление p на стенки баллона равно:

1) 0,2 МПа

2) 0,4 МПа

3) 0,6 МПа

4) 0,8 МПа

5) 1,0 МПа

В некотором процессе зависимость давления р идеального газа от его объема V имеет вид

где А  — коэффициент пропорциональности. Если количество вещества постоянно, то процесс является:

В закрытом баллоне находится ν  =  2,00 моль идеального одноатомного газа. Если газу сообщили количество теплоты Q  =  18,0 кДж и его давление увеличилось в k  =  3,00 раза, то начальная температура Т1 газа была равна:

1) 280 К

2) 296 К

3) 339 К

4) 361 К

5) 394 К

При изохорном нагревании идеального газа, количество вещества которого постоянно, давление газа изменилось от

Если начальная температура газа

то конечная температура T2 газа равна:

1) 330 К

2) 350 К

3) 390 К

4) 400 К

5) 420 К

Если при изохорном нагревании идеального газа, количество вещества которого постоянно, давление газа увеличилось на Δp = 120 кПа, а абсолютная температура возросла в k = 2,00 раза, то давление p2 газа в конечном состоянии равно:

1) 180 кПа

2) 210 кПа

3) 240 кПа

4) 320 кПа

5) 360 кПа

Если при изотермическом расширении идеального газа, количество вещества которого постоянно, давление газа уменьшилось на

p = 80 кПа, а объем газа увеличился в k = 5,00 раз, то давление p2 газа в конечном состоянии равно:

1) 20 кПа

2) 30 кПа

3) 40 кПа

4) 50 кПа

5) 60 кПа

1) 300 кПа

2) 320 кПа

3) 360 кПа

4) 380 кПа

5) 400 кПа

1) 2,0 л

2) 3,0 л

3) 4,0 л

4) 5,0 л

5) 6,0 л

Контур состоит из катушки и конденсатора.
Идеальный колебательный контур состоит
из катушки и конденсатора, но в нём нет
сопротивления потерь.

В 1 положении ключа конденсатор заряжается
до напряжения источника, в нём накапливается
энергия электрического поля

Во 2 положении конденсатор начинает
разряжаться на катушку, и энергия
переходит в энергию магнитного поля
катушки

В катушке возникает ЭДС самоиндукции,
которая поддерживает ток, и конденсатор
снова заряжается, но в другом направлении.
Энергия опять переходит в энергию
электрического поля конденсатора.

Вывод:конденсатор и катушка
обмениваются энергией, т. е. происходит
колебание энергии. Такие колебания
называютсясобственными или свободными,
т. к. происходят без помощи источника
от первоначального запаса энергии.

Эти колебания будут незатухающими.
Их амплитуда мс течением времени не
будет уменьшаться, т. к. нет сопротивления
потерь, и энергия из контура не уходит.
Выведем формулу частоты и периода
свободных колебаний:

Вывод:частота и период свободных
колебаний зависят отLиC, но не зависят от
величины приложенного напряжения.

Рассчитаем сопротивление катушки и
конденсатора на частоте свободных
колебаний.

Вывод:сопротивление катушки и
конденсатора на частоте свободных
колебаний называется характеристическим:

В реальном контуре существует сопротивление
потерь, поэтому колебания будут
затухающими, их амплитуда с течением
времени будет уменьшаться, т. к. часть
энергии будет уходить через сопротивление
потерь.

Отношение характеристического
сопротивления к резистивному называется
добротность:

В обычных контурах она составляет
единицы – десятки.

Добротность характеризует качество
контура. Чем выше добротность, тем
медленнее происходят затухания. Величина,
обратная добротности, обозначается d—затухание контура:

9. Принципиальная
схема последовательного колебательного
контура. Резонанс напряжений в
последовательном колебательном контуре,
условие резонанса. Свойства электрической
цепи при резонансе напряжений. Резонансная
частота, добротность. Настройка
колебательного контура в резонанс

Колебания называются вынужденными,
если они происходят под действием
источника.

Контур называется последовательным,
если катушка и конденсатор соединены
последовательно с источником:

В последовательном контуре возможен
резонанс напряжений.

— условие резонанса напряжений (

Сопротивление последовательного контура
в момент резонанса минимально.

Свойства цепи при резонансе
напряжений

При резонансе напряжений в контуре
течёт максимальный ток.

При резонансе напряжений напряжения
на идеальной катушке и конденсаторе
равны.

Вывод:это явление и называется
резонанс напряжений, потому что напряжение
на идеальной катушке и конденсаторе
больше, чем напряжение на входе в момент
резонанса.

Резонансная частота, добротность
последовательного контура

Выведем формулу резонансной частоты:

Вывод:резонанс напряжений наступает
тогда, когда частота питающего напряжения
равна частоте собственных колебаний
контура

Настроить контур в резонанс можно:

,
то можно записать, что

Сопротивление катушки и конденсатора
на резонансной частоте равно
характеристическому сопротивлению
контура.

Вывод: добротность в последовательном
контуре показывает, во сколько раз
напряжение на выходе больше, чем на
входе в момент резонанса.

10. Расстройка
колебательного контура. Виды расстроек.
Входные АЧХ и ФЧХ последовательного
колебательного контура. Характер
реактивного сопротивления последовательного
колебательного контура на резонансной
частоте и на частотах больше и меньше
резонансной

Расстройка— отклонение частоты
от резонансной. Различают:

Расстройка может и положительной и
отрицательной.

Обычно входные характеристики строят
от расстройки.

Входные АЧХ и ФЧХ последовательного
контура

(на резонансной частоте все расстройки
равны 0)

Вывод:на резонансной частоте
сопротивление последовательного контура
имеет наименьшее значение

Вывод:на резонансной частоте
последовательный контур имеет чисто
активное сопротивление:

.
На частотах меньше резонансной характер
сопротивления активно-емкостной, т. к.

.
На частотах больше резонансной характер
сопротивления активно-индуктивный:

Соседние файлы в предмете Теория электрических цепей

Тип урока:систематизация и обобщение
знаний.

Техническая поддержка урока:

1. Этап повторения пройденного материала.
Проверка домашнего задания.
Четыре группы задач по теме:

2. Этап применения теории к решению задач.
3. Закрепление. Самостоятельная работа.
4. Подведение итогов.

Учитель: Темой урока является
«Решение задач по теме: «Электромагнитные
колебания и волны» на примере разбора задач ЕГЭ»

К доске вызываются 3 ученика для проверки
домашнего задания.

– Задания по этой теме можно разделить на
четыре группы.

1. Задачи с использованием общих законов
гармонических колебаний.
2. Задачи о свободных колебаниях конкретных
колебательных систем.
3. Задачи о вынужденных колебаниях.
4. Задачи о волнах различной природы.

– Мы остановимся на решении задач 1 и 2 групп.

Урок начнем с повторения необходимых понятий
для данной группы задач.

Электромагнитные колебания – это
периодические и почти периодические изменения
заряда, силы тока и напряжения.

Колебательный контур – цепь,
состоящая из соединительных проводов, катушки
индуктивности и конденсатора.

Свободные колебания – это колебания,
происходящие в системе благодаря начальному
запасу энергии с частотой, определяемой
параметрами самой системы: L, C.

Скорость распространения электромагнитных
колебаний равна скорости света: С = 3 . 108(м/с)

Основные характеристики колебаний

Амплитуда (силы тока, заряда, напряжения) –
максимальное значение (силы тока, заряда,
напряжения): Im, Qm, Um
Мгновенные значения (силы тока, заряда,
напряжения) – i, q, u

Схема колебательного контура

Учитель: Что представляют
электромагнитные колебания в контуре?

Электромагнитные колебания представляют
периодический переход электрической энергии
конденсатора в магнитную энергию катушки и
наоборот согласно закону сохранения энергии.

Задача №1 (д/з)

Колебательный контур содержит конденсатор
емкостью 800 пФ и катушку индуктивности
индуктивностью 2 мкГн. Каков период собственных
колебаний контура?

Задача № 2 (д/з)

Колебательный контур состоит из конденсатора
емкостью С и катушки индуктивности
индуктивностью L. Как изменится период свободных
электромагнитных колебаний в этом контуре, если
электроемкость конденсатора и индуктивность
катушки увеличить в 3р.

Задача № 3 (д/з)

Амплитуда силы тока при свободных колебаниях в
колебательном контуре 100 мА. Какова амплитуда
напряжения на конденсаторе колебательного
контура, если емкость этого конденсатора 1 мкФ, а
индуктивность катушки 1 Гн? Активным
сопротивлением пренебречь.

Схема электромагнитных колебаний

Ученик 1 наглядно описывает процессы в
колебательном контуре.

Ученик 2 комментирует электромагнитные
колебания в контуре, используя графическую
зависимость заряда, напряжения. Силы тока,
электрической энергии конденсатора, магнитной
энергии катушки индуктивности от времени.

Уравнения, описывающие колебательные процессы
в контуре:

Обращаем внимание, что колебания силы тока в
цепи опережают колебания напряжения между
обкладками конденсатора на π/2.
Описывая изменения заряда, напряжения и силы
тока по гармоническому закону, необходимо
учитывать связь между функциями синуса и
косинуса.

Задача № 1.

По графику зависимости силы тока от времени в
колебательном контуре определите, какие
преобразования энергии происходят в
колебательном контуре в интервале времени от
1мкс до 2мкс?

1. Энергия магнитного поля катушки
увеличивается до максимального значения;
2. Энергия магнитного поля катушки преобразуется
в энергию электрического поля конденсатора;
3. Энергия электрического поля конденсатора
уменьшается от максимального значения до «о»;
4. Энергия электрического поля конденсатора
преобразуется в энергию магнитного поля катушки.

Задача № 2.

По графику зависимости силы тока от времени в
колебательном контуре определите:

а) Сколько раз энергия катушки достигает
максимального значения в течение первых 6 мкс
после начала отсчета?
б) Сколько раз энергия конденсатора достигает
максимального значения в течение первых 6 мкс
после начала отсчета?
в) Определите по графику амплитудное значение
силы тока, период, циклическую частоту, линейную
частоту и напишите уравнение зависимости силы
тока от времени.

Дана графическая зависимость напряжения между
обкладками конденсатора от времени. По графику
определите, какое преобразование энергии
происходит в интервале времени от 0 до 2 мкс?

Задача № 4 (д/з)

Дана графическая зависимость напряжения между
обкладками конденсатора от времени. По графику
определите: сколько раз энергия конденсатора
достигает максимального значения в период от
нуля до 2мкс? Сколько раз энергия катушки
достигает наибольшего значения от нуля до 2 мкс?
По графику определите амплитуду колебаний
напряжений, период колебаний, циклическую
частоту, линейную частоту. Напишите уравнение
зависимости напряжения от времени.

Слайд № 18

К доске вызываются 2 ученика

Задача № 5, 6

Задача № 7

Заряд на обкладках конденсатора
колебательного контура изменяется по закону
q = 3·10–7cos800πt. Индуктивность контура 2Гн.
Пренебрегая активным сопротивлением, найдите
электроемкость конденсатора и максимальное
значение энергии электрического поля
конденсатора и магнитного поля катушки
индуктивности.

Задача № 8

В идеальном колебательном контуре происходят
свободные электромагнитные колебания. В таблице
показано, как изменяется заряд конденсатора в
колебательном контуре с течением времени.

1. Напишите уравнение зависимости заряда от
времени. Найдите амплитуду колебаний заряда,
период, циклическую частоту, линейную частоту.

2. Какова энергия магнитного поля катушки в
момент времени t = 5 мкс, если емкость конденсатора
50 пФ.

Домашнее задание. Напишите уравнение
зависимости силы тока от времени. Найдите
амплитуду колебаний силы тока. Постройте
графическую зависимость силы тока от времени.

Молодец!

Ты прошел обучение! Теперь ты знаешь как пользоваться сайтом
и можешь переходить к решению заданий

Задачи для практики

В квартире горят три лампочки мощностью 45 Вт, 75 Вт и 110 Вт. Напряжение и время горения одинаковые. Выберите два верных утверждения. (Учтите, что электропроводка в квартире устроена так, что электроприборы в подключаются параллельно)

Решение

Магнитный поток, пронизывающий катушку, изменяется со временем, как показано на рисунке. Выберите все верные утверждения.

Конденсатор подключён к источнику постоянного напряжения через сопротивление R = 10 кOм, как показано на рисунке. В момент времени t = 0 ключ замыкают. Результаты измерений напряжения между обкладками конденсатора представлены в таблице. На основании схемы и данных таблицы выберите все верные утверждения.

В катушке индуктивностью 3 мГн сила тока I зависит от времени t, как показано на графике, изображённом на рисунке. Используя этот график, из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения о процессах, происходящих в катушке.

Ученик провёл эксперимент по изучению электрического сопротивления металлического проводника, причём в качестве проводника он использовал железные и алюминиевые проволоки разной длины и толщины. Результаты экспериментальных измерений площади поперечного сечения S и длины l проволоки, а также электрического сопротивления R представлены в таблице.

Из предложенного списка выберите два утверждения, соответствующих экспериментальным наблюдениям. Укажите их номера.

Ученик, изучая преломление света, пускает лазерный луч на границы раздела «воздух–алмаз», «воздух–стекло», «воздух–глицерин». (sin 28◦ = 0,47; sin 22◦ = 0,37; sin 17◦ = 0,29). Выберите из предложенного ниже списка два утверждения, соответствующих результатам опыта.

Ученик проводил опыты с собирающими линзами, изготовленными из одинакового сорта стекла. Условия проведения опытов показаны на рисунке. AB — предмет, A′ B′ — его изображение. Выберите из предложенного списка два утверждения, соответствующих результатам проведённых экспериментальных наблюдений.

Наибольшее фокусное расстояние имеет линза 2.
Наименьшее фокусное расстояние имеет линза 3.

Из основ оптики мы знаем, что для собирающей линзы с наименьшим фокусным расстоянием, изображение будет ближе к линзе(2). А расстояние 2 фокуса в том случае, если высота предмета и изображения одинакова(3).

Задача 8

На рисунке изображены главная оптическая ось линзы, точка A и её изображение точка A′ . Какая линза использовалась и какое изображение при этом получилось? Выберите из предложенного списка два утверждения, соответствующих результатам опыта.

Исходя из основ оптики можем сделать очевидный вывод: линза собирающая, изображение действительное, обратное, уменьшенное, т.к. условие изображения и источник расположены по рзаные стороны от главной оптической оси.

Задача 9

В идеальном колебательном контуре происходят свободные электромагнитные колебания. В таблице показано, как изменялся заряд одной из обкладок конденсатора в колебательном контуре с течением времени.

Выберите все верные утверждения о процессе, происходящем в контуре.

Конденсатор подключён к идеальному источнику тока последовательно с резистором R = 10 кОм. В момент времени t = 0 ключ замыкают. В этот момент конденсатор полностью разряжен. Результаты измерений силы тока в цепи, выполненных с точностью ±0,5 мкА, представлены в таблице.

Выберите два верных утверждения о процессах, наблюдаемых в опыте.

1) Ток через резистор, судя по таблице, в процессе наблюдения уменьшается (не подходит).

2) Через 6с после замыкания ключа конденсатор зарядился не польностью, т.к. при полной зарядке сила тока в цепи была бы равна нулю (не подходит).

5) Напряжение на конденсаторе в момент времени $t=4с$: $U_c=ε-U_R(4c)=3-0.05=2.95B$ (подходит).

Задача 12

Конденсатор подключён к источнику тока последовательно с резистором R = 10 кОм. Результаты измерений напряжения между обкладками конденсатора представлены в таблице. Точность измерения напряжения ∆U = ±0,1 В.

Выберите все верные утверждения на основании анализа приведённых данных.

Ученик измерял зависимость силы тока в электрической цепи от величины напряжения на концах цепи. Результаты его измерений занесены в таблицу.

2) Из таблицы видно, что цепь обладает свойством односторонней проводимости, т.к. при отрицательных значениях напряжения, сила тока в цепи равна нулю (подходит).

3) появляется ток, значит сопротивление уменьшилось, а не возросло

Задача 14

Для экспериментального изучения зависимости мощности, выделяемой во внешней части цепи, от сопротивления этой цепи была собрана замкнутая электрическая цепь. R — сопротивление внешнего участка цепи, P — выделяемая во внешней цепи мощность. Результаты измерений представлены на рисунке. Выберите два верных утверждения на основании анализа представленного графика.

1) Из графика видно, что при $R=150$Ом мощность максимальная (подходит).

3) При $R < 100$ Ом сила тока по закону Ома меняется в зависимости от значения $R$ (не подходит).

Задача 15

На рисунке показаны явления, происходящие в электрической цепи сразу после замыкания ключа. Используемые лампочки одинаковы. Ползунок реостата выставлен в положение, при котором его сопротивление равно сопротивлению катушки. На основании анализа этого опыта выберите два верных утверждения.

1) Обе лампочки будут гореть одинаково через некоторое время (не подходит).

2) Зависимость тока от времени в цепи будет отписываться графиком на рисунке б (не подходит).

3) Лампочки будут гореть одинаково через некоторое время (не подходит).

4) После замыкания ключа, лампочка в ветви с реостатом вспыхивает почти мгновенно, а лампочка в ветви с катушкой достигает максимального накала с некоторым запозданием, вследствие явления самоиндукции, возникающей в катушке (подходит).

5) Через некоторое время после замыкания цепи, лампочки станут светить одинаково, т.к. сила тока в ветви с катушкой так же достигнет максимального значения (подходит).

Задача 16

На рисунке приведён график зависимости силы тока, протекающего через реостат, от сопротивления реостата. На основании анализа этого графика выберите два верных утверждения.

Возьмем любые три точки на графике: $U_1=J_1R_1=4·1=4B$, $U_2=J_2R_2=2·2=4B$, $U_3=J_3R_3=1·4=4B$, следовательно, напряжение на реостате было постоянным (подходит).

1 Идеальный колебательный контур.

Колебательный контур называется
идеальным, если он состоит из катушки
и емкости и в нем нет сопротивления
потерь.

ассмотрим
физические процессы в следующей цепи:

1 Ключ стоит в положении 1. Конденсатор
начинает заряжаться, от источника
напряжения и в нем накапливается энергия
электрического поля,

т.е.конденсатор становится источником
электрической энергии.

2. Ключ в положении 2. Конденсатор начнет
разряжаться. Электрическая энергия,
запасенная в конденсаторе переходит в
энергию магнитного поля катушки.

Ток в цепи достигает максимального
значения(точка 1). Напряжение на обкладках
конденсатора уменьшается до нуля.

В период от точки 1 до точки 2 ток в контуре
уменьшается до нуля, но как только он
начинает уменьшатся , то уменьшается
магнитное поле катушки и в катушке
индуцируется ЭДС самоиндукции, который
противодействует уменьшению тока,
поэтому он уменьшается до нуля не
скачкообразно, а плавно. Так как возникает
ЭДС самоиндукции, то катушка становится
источником энергии. От этой ЭДС конденсатор
начинает заряжаться, но с обратной
полярностью (напряжение конденсатора
отрицательное) (в точке 2 конденсатор
вновь заряжается).

Вывод: в цепи LC происходит
непрерывное колебание энергии между
электрическим и магнитным полями,
поэтому такая цепь называется колебательным
контуром.

Получившиеся колебания называются
свободнымиилисобственными,
поскольку они происходят без помощи
постороннего источника электрической
энергии, внесенной ранее в контур (в
электрическое поле конденсатора). Так
как емкость и индуктивность идеальны
(нет сопротивления потерь) и энергия из
цепи не уходит, амплитуда колебаний с
течением времени не меняется и колебания
будут незатухающими.

Определим угловую частоту свободных
колебаний:

Используем равенство энергий электрического
и магнитного полей

,где ώ угловая частота свободных
колебаний.

Период свободных колебаний Т0=1/f.

Частоту свободных колебаний называют
частотой собственных колебаний контура.

Из выражения: ώ²LC=1получимώL=1/Cώ, следовательно, при токе в контуре с
частотой свободных колебаний индуктивное
сопротивление равно емкостному
сопротивлению.

Индуктивное или емкостное сопротивление
в колебательном контуре при частоте
свободных колебаний называется
характеристическим сопротивлением.

Характеристическое сопротивление
вычисляется по формулам:

Выбери тест

«Выбери тест, предмет и нажми кнопку «Начать решать»

Вкладки

После выбора предмета необходимо выбрать на вкладке задания, варианты ЕГЭ, ОГЭ или другого теста, или теорию

Пора зарегистрироваться!

Так твой прогресс будет сохраняться.

Задания

Решай задания и записывай ответы. После 1-ой попытки
ты сможешь посмотреть решение

Отметки

Отмечай те статьи, что прочитал, чтобы было удобнее ориентироваться в оглавлении

Блок “Электродинамика”, 2 балла

Формат ответа: цифра или несколько цифр, слово или несколько слов. Вопросы на соответствие “буква” – “цифра” должны записываться как несколько цифр. Между словами и цифрами не должно быть пробелов или других знаков.

Два незаряженных стеклянных кубика 1 и 2 сблизили вплотную и поместили в электрическое поле, напряженность которого направлена горизонтально вправо, как показано в верхней части рисунка. Затем кубики раздвинули и уже потом убрали электрическое поле (нижняя часть рисунка). Выберите из предложенного перечня два утверждения, которые соответствуют результатам проведенных экспериментальных исследований, и укажите их номера.

1) После того, как кубики раздвинули, заряд первого кубика оказался отрицателен, заряд второго — положителен.

2) После помещения в электрическое поле электроны из первого кубика стали переходить во второй.

3) После того, как кубики раздвинули, заряды обоих кубиков остались равными нулю.

4) До разделения кубиков в электрическом поле левая поверхность 1-го кубика была заряжена отрицательно.

5) До разделения кубиков в электрическом поле правая поверхность 2-го кубика была заряжена отрицательно.

Идеальный колебательный контур состоит из катушки индуктивности и конденсатора, емкость которого можно изменять. В таблице представлены результаты измерения зависимости периода T свободных электромагнитных колебаний в контуре от емкости C конденсатора. Выберите два верных утверждения на основании данных, приведённых в таблице.

1) Индуктивность катушки во всех проведённых измерениях была различной.

2) Частота свободных электромагнитных колебаний в контуре уменьшается с ростом ёмкости конденсатора.

3) Индуктивность катушки во всех проведённых измерениях была равна $approx 0,4 ; мГн.$

4) Индуктивность катушки во всех проведённых измерениях была равна 400 Гн.

5) При ёмкости конденсатора 16 мкФ энергия конденсатора достигает своего максимального значения примерно 1990 раз за каждую секунду.

Идеальный колебательный контур состоит из конденсатора и катушки, индуктивность которой можно изменять. В таблице представлены результаты измерения зависимости периода T свободных электромагнитных колебаний в контуре от индуктивности L катушки. Выберите два верных утверждения на основании данных, приведённых в таблице.

1) Ёмкость конденсатора во всех проведённых измерениях была различной.

2) Частота свободных электромагнитных колебаний в контуре увеличивается с ростом индуктивности катушки.

3) Ёмкость конденсатора во всех проведённых измерениях была равна 0,4 мкФ.

4) Ёмкость конденсатора во всех проведённых измерениях была равна 400 Ф.

5) При индуктивности катушки 25 мГн энергия конденсатора достигает своего максимального значения примерно 3185 раз за каждую секунду.

Исследовалась зависимость напряжения на обкладках конденсатора от заряда этого конденсатора. Результаты измерений представлены в таблице.

Погрешности измерений величин q и U равнялась соответственно 0,005 мКл и 0,01 В.

Выберите два утверждения, соответствующие результатам этих измерений.

1) Электроёмкость конденсатора примерно равна 5 мФ.

2) Напряжение на конденсаторе возрастает с увеличением заряда.

3) Для заряда 0,02 мКл напряжение на конденсаторе составит 0,12 В.

4) Для заряда 0,06 мКл напряжение на конденсаторе составит 0,5 В.

5) Напряжение на конденсаторе не зависит от заряда.

В идеальном колебательном контуре происходят свободные электромагнитные колебания. В таблице показано, как изменялся заряд конденсатора в колебательном контуре с течением времени.

Выберите два верных утверждения о процессе, происходящем в контуре:

1) Период колебаний равен 8·10−6 c.

2) В момент t = 4·10−6 c энергия конденсатора минимальна.

3) В момент t = 2·10−6 c сила тока в контуре максимальна.

4) В момент t = 6·10−6 c сила тока в контуре равна 0.

5) Частота колебаний равна 25 кГц.

Конденсатор подключен к источнику тока последовательно с резистором R = 20 кОм (см. рисунок). В момент времени t = 0 ключ замыкают. В этот момент конденсатор полностью разряжен. Результаты измерений силы тока в цепи, выполненных с точностью ±1 мкА, представлены в таблице

1) Ток через резистор в процессе наблюдения уменьшается.

2) Через 3 с после замыкания ключа конденсатор полностью зарядился.

3) ЭДС источника тока составляет 4 В.

4) В момент времени t = 3 с напряжение на резисторе равно 0,3 В.

5) В момент времени t = 3 с напряжение на конденсаторе равно 5,1 В.

Колебательный контур. Формула Томсона

Основным устройством,
определяющим рабочую частоту любого
генератора переменного тока, является
колебательный контур. Колебательный
контур (рис.1) состоит из катушки
индуктивности L
(рассмотрим идеальный случай, когда
катушка не обладает омическим
сопротивлением) и конденсатора C
и называется замкнутым. Характеристикой
катушки является индуктивность, она
обозначается L
и измеряется в Генри (Гн), конденсатор
характеризуют емкостью C,
которую измеряют в фарадах (Ф).

Пусть в начальный
момент времени конденсатор заряжен
так (рис.1), что на одной из его обкладок
имеется заряд +Q0,
а на другой – заряд -Q0.
При этом между пластинами конденсатора
образуется электрическое поле, обладающее
энергией

– амплитудное
(максимальное) напряжение или разность
потенциалов на обкладках конденсатора.

После замыкания
контура конденсатор начинает разряжаться
и по цепи пойдет электрический ток
(рис.2), величина которого увеличивается
от нуля до максимального значения

.
Так как в цепи протекает переменный по
величине ток, то в катушке индуцируется
ЭДС самоиндукции, которая препятствует
разрядке конденсатора. Поэтому процесс
разрядки конденсатора происходит не
мгновенно, а постепенно. В каждый момент
времени разность потенциалов на
обкладках конденсатора

Когда конденсатор
полностью разрядится

.
(4)

Затем сила тока
начинает уменьшаться, а заряд будет
накапливаться на пластинах конденсатора
(рис.4). Когда сила тока уменьшится до
нуля, заряд конденсатора достигнет
максимального значения
Q0,
но обкладка, прежде заряженная
положительно, теперь будет заряжена
отрицательно (рис.5). Затем конденсатор
вновь начинает разряжаться, причем ток
в цепи потечет в противоположном
направлении. Так процесс перетекания
заряда с одной обкладки конденсатора
на другую через катушку индуктивности
повторяется снова и снова. Говорят, что
в контуре происходят электромагнитные
колебания.
Этот процесс связан не только с
колебаниями величины заряда и напряжения
на конденсаторе, силы тока в катушке,
но и перекачкой энергии из электрического
поля в магнитное и обратно.

Перезарядка
конденсатора до максимального напряжения

произойдет только в том случае, когда
в колебательном контуре нет потерь
энергии. Такой контур называется
идеальным. В реальных контурах имеют
место следующие потери энергии: 1)
тепловые потери, т.к. R

0; 2) потери в диэлектрике конденсатора;
3) гистерезисные потери в сердечнике
катушке; 4) потери на излучение и др.
Если пренебречь этими потерями энергии,
то можно написать, что

.
(5)

Колебания,
происходящие в идеальном колебательном
контуре, в котором выполняется это
условие, называются свободными,
или собственными,
колебаниями контура.

В этом случае
напряжение U
(и заряд Q)
на конденсаторе изменяется по
гармоническому закону:

,
(6)

где 
– собственная частота колебательного
контура, 0
= 2
– собственная (круговая) частота
колебательного контура. Частота
электромагнитных колебаний в контуре
определяется как

.
(7)

Период
T
– время, в течение которого совершается
одно полное колебание напряжения на
конденсаторе и тока в контуре, определяется
формулой Томсона

Сила тока в контуре
также изменяется по гармоническому
закону, но отстает от напряжения по
фазе на

.
(9)

На рис.6 представлены
графики изменения напряжения U
на конденсаторе и тока I
в катушке для идеального колебательного
контура.

В реальном контуре
энергия с каждым колебанием будет
убывать. Амплитуды напряжения на
конденсаторе и тока в контуре будут
убывать, такие колебания называются
затухающими. В задающих генераторах
их применять нельзя, т.к. прибор будет
работать в лучшем случае в импульсном
режиме.

Для получения
незатухающих колебаний необходимо
компенсировать потери энергии при
самых разнообразных рабочих частотах
приборов, в том числе и применяемых в
медицине.

Статистика

Сбоку ты можешь посмотреть статистику и прогресс по предмету

Нажми, чтобы начать решать вариант. Как только ты перейдешь
на страницу, запустится счетчик времени, поэтому подготовь заранее все, что может тебе понадобиться