Составители:
Рубрика:
3
Если (6) записать в виде 
dt
dI
LIR
C
q
−=+
 и продифференцировать по времени, то получим уравнение того 
же  типа,  что  и  уравнение (7)  
0I
LC
1
dt
dI
L
R
dt
Id
2
2
=++ ,  из  чего  следует,  что  ток  в  контуре  также  совершает 
затухающие колебания, для которых значение 
β
, 
ω
 и 
T
 определяется по формулам  (9), (10) и (11). 
Из  формул (10) и (11) следует,  что  в  контуре  возможны  затухающие  колебания  лишь  в  том  случае,  если 
2
L2
R
LC
1
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
>
 (частота  и  период – действительные  величины)  или 
C
L
2R <
.  Если 
C
L
2R >
,  то  частота  и 
период – мнимые, колебаний нет, и происходит апериодический разряд конденсатора (рис.3). 
Сопротивление  
C
L
2R
Kp
=                                                                                    (12) 
называется критическим. 
Для  характеристики  степени  затухания  колебаний,  кроме  коэффициента  затухания
β
,  используется  время 
релаксации (
τ
),  за  которое  амплитуда  колебаний  уменьшается  в e раз (е=2,7).  Из  формулы (8) следует,  что 
отношение 
ee
eU
eU
)t(
0
t
0
==
+−
−
βτ
τβ
β
,  
тогда  
1
=
β
τ
 или 
β
τ
1
=
; 
τ
β
1
=
Логарифмическим  декрементом  затухания  колебаний  называется  натуральный  логарифм  отношения  двух 
амплитудных значений напряжений, разделенных интервалом времени, равным периоду колебаний. 
(
)
()
TtU
tU
ln
U
U
ln
120
110
20
10
+
==
λ
                                                               (13) 
или 
20
10
U
U
lg3.2=
λ
                                                                          (14)   
подставим в (13) значения 
()
1
t
0110
eUtU
β
−
=
 и  
)Tt(
0120
1
eU)Tt(U
+−
=+
β
  , получим 
T
β
λ
=
                                                                               (15) 
или согласно (9)                                                        
T
L2
R
=
λ
                                                                             (16) 
или                          
1
e
N
λ
= , 
I
,
U
0
t
I
U
l  
]c[
1
ν
l  
T
U 
t
U
0 
Рис.3
Рис.2
                                                                                          I,U
        U
                                                                                                                    U
                          T
                          l
      U0
                                                                                                          I
                                                                                      t         0                               t
                                l
                               1
                                 [c]
                              ν
                                          Рис.2                                                                  Рис.3
                             q             dI
    Если (6) записать в виде    + IR = − L    и продифференцировать по времени, то получим уравнение того
                             C             dt
                               d 2 I R dI     1
же типа, что и уравнение (7)      2
                                    +       +    I = 0 , из чего следует, что ток в контуре также совершает
                               dt     L dt LC
затухающие колебания, для которых значение β , ω и T определяется по формулам (9), (10) и (11).
    Из формул (10) и (11) следует, что в контуре возможны затухающие колебания лишь в том случае, если
             2
 1  ⎛ R ⎞                                                         L              L
   >⎜    ⎟ (частота и период  действительные величины) или R < 2   . Если R > 2   , то частота и
LC ⎝ 2 L ⎠                                                        C              C
период  мнимые, колебаний нет, и происходит апериодический разряд конденсатора (рис.3).
    Сопротивление
                                                                    L
                                                     R Kp = 2                                                            (12)
                                                                    C
    называется критическим.
    Для характеристики степени затухания колебаний, кроме коэффициента затухания β , используется время
релаксации ( τ ), за которое амплитуда колебаний уменьшается в e раз (е=2,7). Из формулы (8) следует, что
отношение
                                                       U 0 e − βt
                                                          − β ( t +τ )
                                                                       = e βτ = e ,
                                                      U0e
    тогда
                                                                         1            1
                                                  βτ = 1    или τ =          ;   β=
                                                                         β            τ
    Логарифмическим декрементом затухания колебаний называется натуральный логарифм отношения двух
амплитудных значений напряжений, разделенных интервалом времени, равным периоду колебаний.
                                                        U 10        U 10 (t 1 )
                                               λ = ln        = ln                                                        (13)
                                                        U 20      U 20 (t 1 + T )
    или
                                                                        U 10
                                                        λ = 2.3 lg                                                       (14)
                                                                        U 20
    подставим в (13) значения     U 10 (t 1 ) = U 0 e − βt1 и U 20 ( t 1 + T ) = U 0 e − β ( t1 +T ) , получим
                                                               λ = βT                                                    (15)
                                                                     R
    или согласно (9)                                          λ=         T                                               (16)
                                                                    2L
                                                                           1
    или                                                            λ=         ,
                                                                          Ne
                                                                3
