Электромагнитные колебания презентация

Содержание

Слайд 1Электромагнитные колебания

Слайд 2Электромагнитные колебания
В электрических цепях, так же как и в механических системах,

таких как груз на пружине или маятник, могут возникать свободные электромагнитные колебания.
Электромагнитные колебания — это периодические изменения заряда, силы тока и напряжения, происходящие в электрической цепи.
Простейшей системой для наблюдения электро- магнитных колебаний служит колебательный контур.

Слайд 3Электромагнитные колебания
Колебательный контур — это замкнутый контур, образованный последовательно соединёнными конденсатором

и катушкой.

Зарядим конденсатор, подключим к нему катушку и замкнём цепь.
Начнут происходить свободные электромагнитные колебания — периодические изменения заряда на конденсаторе и тока в катушке.

 

L

C

L – индуктивность катушки
С – электроемкость конденсатора
q – заряд конденсатора

Слайд 4 
Электромагнитные колебания
 

Слайд 5Первая четверть периода:
0 < t < T/4.
Конденсатор разряжается, его

заряд в данный момент равен q. Ток I через катушку нарастает (постепенно вследствие самоиндукции)

Электромагнитные колебания

Аналогия:
Маятник движется влево к положению равновесия; скорость υ маятника постепенно увеличивается. Деформация пружины x (она же — координата маятника) уменьшается.

Слайд 6 
Электромагнитные колебания
 

Слайд 7Вторая четверть:
T/4 < t < T/2.
Конденсатор перезаряжается — на

его обкладках появляется заряд противоположного знака по сравнению с тем, что был вначале.
Ток уменьшается.

Электромагнитные колебания

Аналогия:
Маятник продолжает двигаться влево — от положения равновесия к правой крайней точке.
Скорость его постепенно убывает, деформация пружины увеличивается.

Слайд 8 
Электромагнитные колебания
 

Слайд 9 
Электромагнитные колебания
 

Слайд 10Третья четверть:
T/2 < t < 3T/4.
Началась вторая половина периода

колебаний; процессы пошли в обратном направлении.
Конденсатор разряжается

Электромагнитные колебания

Аналогия:
Маятник двигается обратно: от правой крайней точки к положению равновесия

Слайд 11 
Электромагнитные колебания
 

Слайд 12Вторая четверть:
T/4 < t < T/2.
Конденсатор перезаряжается — на

его обкладках появляется заряд противоположного знака по сравнению с тем, что был вначале.
Ток уменьшается.

Электромагнитные колебания

Аналогия:
Маятник продолжает двигаться влево — от положения равновесия к правой крайней точке.
Скорость его постепенно убывает, деформация пружины увеличивается.

Слайд 13Четвёртая четверть:
3T/4 < t < T. Ток убывает, конденсатор заряжается
Электромагнитные

колебания

Аналогия:
Маятник продолжает двигаться вправо — от положения равновесия к крайней левой точке.

Слайд 14Четвёртая четверть:
3T/4 < t < T. Ток убывает, конденсатор заряжается
Электромагнитные

колебания

Аналогия:
Маятник продолжает двигаться вправо — от положения равновесия к крайней левой точке.

Слайд 15 
Электромагнитные колебания
 
Рассмотренные электромагнитные колебания являются незатухающими — они будут продолжаться бесконечно

долго, так как R=0.

Слайд 17В реальности катушка обладает некоторым сопротивлением. Поэтому колебания в реальном колебательном

контуре будут затухающими.
Так, спустя одно полное колебание заряд на конденсаторе окажется меньше исходного значения. Со временем колебания и вовсе исчезнут: вся энергия, запасённая изначально в контуре, выделится в виде тепла на сопротивлении катушки и соединительных проводов.

Точно так же будут затухающими колебания реального пружинного маятника: вся энергия маятника постепенно превратится в тепло из-за неизбежного наличия трения.

Слайд 18Энергетические превращения в колебательном контуре
 

Слайд 20- формула Томсона

Слайд 21Гармонические колебания в контуре
Колебания называются гармоническими, если колеблющаяся величина меняется

со временем по закону синуса или косинуса.

Докажем, что колебания заряда на конденсаторе и силы тока в контуре оказываются гармоническими.
Установим правила выбора знака для заряда конденсатора и для силы тока — ведь при колебаниях эти величины будут принимать как положительные, так и отрицательные значения.
Выберем положительное направление обхода контура, направление против часовой стрелки.

Слайд 22Гармонические колебания в контуре
I > 0 , если ток течет

в положительном направлении.
I < 0 , если ток течет в положительном направлении.

Заряд конденсатора q — это заряд той его пластины, на которую течёт положительный ток (т. е. той пластины, на которую указывает стрелка направления обхода).
В данном случае q — заряд левой пластины конденсатора.

 

Слайд 23Гармонические колебания в контуре
 

Слайд 24 
 
 
В таком случае говорят, что ток опережает по фазе заряд на

π/2; или сдвиг фаз между током и зарядом равен π/2; или разность фаз между током и зарядом равна π/2.

Слайд 25 
 
 
q = CU

Слайд 26Задача №1
Конденсатор емкостью 20мкФ, заряженный до напряжения 200В, подключен к выводам

катушки индуктивностью 0,1Гн. Каково максимально возможное значения силы тока в катушке?

 

 

 

 

= 2,83 А

Слайд 27Задача №2
В колебательном контуре с индуктивностью L и емкостью С конденсатор заряжен до

максимального напряжения UM. Каким будет ток I в контуре в тот момент, когда напряжение на конденсаторе уменьшится в два раза? Колебания считать незатухающими.

 

 

 

Слайд 28Задача №3
Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью С=4,9мкФ и катушки индуктивностью

L=1 Гн. Амплитуда колебаний заряда на обкладках конденсатора 0,5 мкКл. Напишите уравнение колебаний заряда .

 

 

 

Слайд 29Задача №4
Сила тока в цепи переменного тока меняется со временем по

закону i =20 сos 100πt. Определить характеристики колебательной системы и построить график q(t) и i(t).

ДАНО:
i =20 сos 100πt

РЕШЕНИЕ:

 

 

 

 

 

 

Слайд 30q(Кл), i(А)
t,с




 
 
 
 
T

Слайд 31Задача №5
Конденсатор емкостью 0,1 мкФ, заряженный до напряжения 100 В, подсоединяют к

катушке индуктивностью 1 мГн. Чему равна величина тока i через катушку спустя время 7,85 мкс  после подключения конденсатора? Сопротивлением катушки и соединительных проводов пренебречь.

 

 

 

7,85 × 10−6 с

 

 

Слайд 32Задача№6
В электрической цепи, показанной на рисунке, ЭДС источника тока равна 12

В, емкость конденсатора 2 мФ, индуктивность катушки 5 мГн, сопротивление лампы 5 Ом и сопротивление резистора 3 Ом. В начальный момент времени ключ К замкнут. Какая энергия выделится в лампе после размыкания ключа? Внутренним сопротивлением источника тока, а также сопротивлением катушки и проводов пренебречь.

 

 

 

 

Слайд 33Катушка индуктивностью L=3мГн подключена к двум последовательно соединенным конденсаторам, один из которых, емкостью С1 =

10−7 Ф, заряжен вначале до напряжения U1 = 150 В, а второй, емкостью C2 = 3 × 10−7 Ф, разряжен. Чему будет равна максимальная сила тока I0 в этой цепи после замыкания ключа?

РЕШЕНИЕ:
После замыкания ключа в цепи возникают гармонические колебания. При этом ток в цепи и напряжение на катушке сдвинуты по фазе на π/2. Следовательно, когда в цепи достигается максимальный ток, напряжение на катушке обращается в нуль, и в этот момент напряжения на конденсаторах становятся равными по величине и противоположными по знаку.

 

q = CU

I0 = 0,75А

Слайд 34Вынужденные электромагнитные колебания
Вынужденные колебания возникают в системе под действием периодической вынуждающей

силы.
Частота вынужденных колебаний совпадает с частотой вынуждающей силы.

 

то в контуре происходят колебания заряда и тока с циклической частотой ω и T = 2π/ω.

Похожие презентации

Из истории квадратных уравнений 546
Комплексное решение по автоматизации работы на рынке деривативов: технологии, подходы, системы (на примере продуктов EGAR Technology)   0
Система оценки качествамуниципальный и школьный уровень 187
Краудсорсинг в геосервисах: Народная Яндекс.Карта 223
Права ребёнка в новом веке 263
Систематизация задач с процентами и способы их решения при подготовке к ЕГЭ 255

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.

Для правообладателей

Яндекс.Метрика