Механические и электромагнитные колебания и волны. Полицинский Е.В. - 37 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

КОНСПЕКТЫ ЛЕКЦИЙ Полицинский Е.В.
(
Механические
и
электромагнитные
колебания
и
волны
)
37
1.13. Вынужденные колебания. Переменный ток
Процессы, возникающие в электрических цепях под действием
внешнего периодического источника тока, называются вынужденными
колебаниями.
Вынужденные колебания, в отличие от собственных колебаний в
электрических цепях, являются незатухающими. Периодический
внешний источник обеспечивает приток энергии к системе и не даёт ко-
лебаниям затухать, несмотря на наличие неизбежных потерь.
Особый интерес представляет случай, когда внешний источник,
напряжение которого изменяется по гармоническому закону с частотой
ω, включен в электрическую цепь, способную совершать собственные
свободные колебания на некоторой частоте ω
0
.
Если частота ω
0
свободных колебаний определяется параметрами
электрической цепи, то установившиеся вынужденные колебания всегда
происходят на частоте ω внешнего источника.
Для установления стационарных вынужденных колебаний необ-
ходимо некоторое время ∆t после включения в цепь внешнего источни-
ка. Это время по порядку величины равно времени τ затухания свобод-
ных колебаний в цепи.
Электрические цепи, в которых происходят установившиеся вы-
нужденные колебания под действием периодического источника тока,
называются цепями переменного тока.
Установившиеся вынужденные электромагнитные колебания
можно рассматривать как протекание в цепи, содержащей резистор, ка-
тушку индуктивности и конденсатор, переменного тока. Переменный
ток можно считать квазистационарным, то есть для него мгновенные
значения силы тока во всех сечениях цепи практически одинаковы, так
как их изменения происходят достаточно медленно, а электромагнитные
возмущения распространяются по цепи со скоростью, равной скорости
света. Для мгновенных значений квазистационарных токов выполняют-
ся закон Ома и вытекающие из него правила Кирхгофа, которые будут
использованы применительно к переменным токам.
Рассмотрим последовательно процессы, происходящие на участке
цепи, содержащем резистор, катушку индуктивности и конденсатор, к
концам которого приложено переменное напряжение
cos
m
U U t
ω
=
(75),
где
U
m
— амплитуда напряжения.
1. Переменный ток, текущий через резистор сопротивлением R
(
L
→
0, C
→
0) (рис.28).

Страницы