Физика. Электричество и магнетизм. Барсуков В.И - 132 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Рис. 6.2
8. В процессе разрядки конденсатора разность потенциалов на об- кладках, заряд обкладок, напря-
жённость электрического поля уменьшаются, соответствующие характеристики магнитного поля воз-
растают. Энергия электрического поля конденсатора постепенно превращается в энергию магнитного
поля катушки. В момент, когда конденсатор полностью разрядится, энергия электрического поля будет
равна нулю, а энергия магнитного поля максимальна
2
2
0
LI
W
B
=
,
где
L
– индуктивность катушки;
0
I
– максимальный ток в катушке.
Этим мгновением заканчивается первая стадия колебательного процесса.
9. Если бы контур не был разорван обкладками конденсатора, то ток
0
I
существовал бы в нём сколь
угодно долго, не нуждаясь ни в напряжении, ни в ЭДС: ведь сопротивление контура равно нулю (в мо-
мент, когда ток в контуре достигает максимального значения
0
I
, и напряжение, и ЭДС самоиндукции
равны нулю). Наличие в контуре конденсатора приводит к тому, что ток на его обкладках обрывается,
заряды здесь тормозятся и накапливаются: на той обкладке, по направлению к которой течёт ток, нака-
пливаются положительные заряды, на другой обкладке – отрицательные. Это приводит к тому, что в
конденсаторе и в катушке вновь возникает электростатическое поле, но теперь уже противоположного
направления. Это поле тормозит движение зарядов катушки. Ток, а следовательно, и его магнитное поле
начинают убывать. Уменьшение магнитного поля сопровождается возникновением ЭДС самоиндукции,
возникновением вихревого электрического поля, которые препятствуют уменьшению тока и поддержи-
вают его первоначальное направление (проанализируйте рис. 6.2,
б
). Благодаря совместному действию
вихревого и кулоновского полей ток постепенно уменьшается до нуля. Энергия магнитного поля снова
переходит в энергию электрического поля. Этим завершается вторая стадия цикла.
На третьей и четвертой стадиях повторятся те же процессы, что и на первой и второй стадиях, но в
обратном направлении. Пройдя все эти четыре стадии, контур вернётся в исходное состояние. После-
дующие циклы будут в точности повторяться.
Таким образом, в колебательном контуре периодически изменяются (колеблются) следующие фи-
зические величины:
q
– заряд на обкладках конденсатора;
U
– разность потенциалов на конденсаторе и,
следовательно, на концах катушки;
i
– ток в катушке;
Е
r
– напряжённость электрического поля;
В
r
– ин-
дукция магнитного поля;
W
E
– энергия электрического поля;
W
B
– энергия магнитного поля.
10. Сопоставляя электромагнитные колебания с механическими, например, с колебаниями пружин-
ного маятника, нетрудно подметить, что каждой величине, характеризующей механические колебания,
соответствует электрическая или магнитная величина, играющая в электромагнитных колебаниях ана-
логичную роль. Так, координате
x
соответствует заряд
q
, скорости
υ
r
– ток
i
, потенциальной энергии
пружины
2
2
kx
– энергия электрического поля конденсатора
C
q
2
2
, и т.д.
.
.

Страницы