Практикум по курсу общей физики по специальностям "География", "Природопользование", "Геоэкология". Миловидова С.Д - 57 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

57
.
В результате энергия электрического поля будет уменьшаться, но зато
возникнет все возрастающая энергия магнитного поля, обусловленного
током , текущим через индуктивность. Так как в цепи действует э. д. с.
самоиндукции, ток будет увеличиваться постепенно, и через время t=1/4 T
(четверть периода ) он достигнет максимального значения (i=i
o
),
конденсатор разрядится полностью , и электрическое поле исчезнет, т.е.
q=0 и U=0. Теперь вся энергия контура сосредоточена в магнитном поле
катушки (рис.2,б). В последующий момент времени магнитное поле
катушки начнет ослабевать , в связи с чем в ней индуцируется ток , идущий
( согласно правилу Ленца ) в том же направлении, в котором шел ток
разрядки конденсатора . Благодаря этому конденсатор перезаряжается.
Через время t=1/2 T магнитное поле исчезнет, а электрическое поле
достигнет максимума. При этом q=q
o
, U=U
o
и i=0. Таким образом ,
энергия магнитного поля катушки индуктивности превратится в энергию
электрического поля конденсатора (рис.2,в). Через время t=3/4 T
конденсатор полностью разрядится, ток опять достигнет максимальной
величины (i=i
o
), а энергия контура сосредоточится в магнитном поле
катушки (рис.2,г). В последующий момент времени магнитное поле
катушки начнет ослабевать и индукционный ток , препятствующий этому
ослаблению , перезарядит конденсатор . В результате к моменту времени
t=T система (контур) возвращается в исходное состояние (рис.2,а) и
начинается повторение рассмотренного процесса .
В ходе процесса периодически изменяются (колеблются) заряд и
напряжение на конденсаторе, сила и направление тока, текущего через
индуктивность . Эти колебания сопровождаются взаимными
превращениями энергий электрического и магнитного полей .
Таким образом , если сопротивление контура равно нулю , то
указанный процесс будет продолжаться неограниченно долго и мы
получим незатухающие электрические колебания, период которых будет
зависеть от величин L и С .
Колебания, происходящие в таком идеальном контуре (R=0),
называются свободными, или собственными, колебаниями контура .
Рис.2.
i=i
0
t
=
1/4 Т
б
)
i=0
+
–
t
=0
a)
i=0
–
+
t
=
1/2 Т
в)
i=– i
0
t=
3/4 Т
г)
                                              57
          .
    В рез у льта те энергия элек трическ ого поля бу дет у меньш а ться, но з а то
    воз ник нет все воз ра ста ю щ а я энергия ма гнитного поля, обу словленного
    ток ом, тек у щ им через инду к тивность. Т а к к а к в цепи действу ет э.д.с.

       i=0                     i=i0                   i=0                     i=– i0

+                                              –
–                                              +

       t=0                    t=1/4 Т               t=1/2 Т                 t=3/4 Т
        a)                      б)                    в)                       г)
                                         Рис.2.
    са моинду к ции, ток бу дет у величива ться постепенно, и черезвремя t=1/4 T
    (четверть периода ) он достигнет ма к сима льного з                  на чения (i=io),
    к онденса тор ра з     рядится полностью , и элек трическ ое поле исчез         нет, т.е.
    q=0 и U=0. Т еперь вся энергия к онту ра сосредоточена в ма гнитном поле
    к а ту ш к и (рис.2,б). В последу ю щ ий момент времени ма гнитное поле
    к а ту ш к и на чнетосла бева ть, в связ    и с чем в ней инду циру етсяток , иду щ ий
    (согла сно правилу Л енца ) в том ж е на пра влении, в к отором ш ел ток
    ра з рядк и к онденса тора . Бла года ря этому к онденсатор перез           а ряж а ется.
    Ч ерез время t=1/2 T ма гнитное поле исчез               нет, а элек трическ ое поле
    достигнет ма к симу ма . П ри этом q=qo, U=Uo и i=0. Т а к им обра з                 ом,
    энергия ма гнитного поля к а ту ш к и инду к тивности превра тится в энергию
    элек трическ ого поля к онденса тора (рис.2,в). Ч ерез время t=3/4 T
    к онденса тор полностью ра з         рядится, ток опять достигнет мак сима льной
    величины (i=io), а энергия к онту ра сосредоточится в ма гнитном поле
    к а ту ш к и (рис.2,г). В последу ю щ ий момент времени ма гнитное поле
    к а ту ш к и начнет осла бевать и инду к ционны й ток , препятству ю щ ий этому
    осла блению , перез       а рядит к онденса тор. В рез  у льта те к моменту времени
    t=T система (к онту р) воз         вра щ а ется в исходное состояние (рис.2,а ) и
    на чина етсяповторение ра ссмотренного процесса .
             В ходе процесса периодическ и из          меняю тся (к олеблю тся) з    аряд и
    на пряж ение на к онденсаторе, сила и на пра вление ток а , тек у щ его через
    инду к тивность.           Эти      к олеба ния     сопровож да ю тся      вз а имны ми
    превра щ ениями энергий элек трическ ого и ма гнитного полей.
             Т а к им обра з   ом, если сопротивление к онту ра ра вно ну лю , то
    указ   а нны й процесс бу дет продолж а ться неогра ниченно долго и мы
    полу чим нез     а ту ха ю щ ие элек трическ ие к олеба ния, период к оторы х бу дет
    за висеть отвеличинL и С .
             К олеба ния, происходящ ие в так ом идеа льном к онту ре (R=0),
    на з ы ва ю тсясвободны ми, или собственны ми, к олеба ниями к онту ра .

Страницы