Моделирование колебательных процессов (на примере физических задач). Щеглова И. Ю - 114 стр.

114                      Моделирование вынужденных электрических колебаний
                                          под действием синусоидальной э.д.с.
Задания для самостоятельной работы
1. Изменяя шаг программы, определить границы применимости модели.
2. Изменяя частоту внешней э.д.с., проследить за видом графиков. Определить
оптимальную частоту.
3. Построить график зависимости E (t ) .
4. Пользуясь графиками, определить сдвиг фаз между колебаниями тока и э.д.с., а
также тока и заряда при различных начальных значениях этих величин. Остается ли
сдвиг фаз при этом неизменным?
5. Изменить рабочие формулы в столбце R ("Падение потенциала на катушке, В") в
соответствии с (2).
Задание № 7. Резонанс напряжений в последовательном колебательном
              контуре и построение резонансных кривых
     1. Открыть шаблон 2.1_Затухающие электрические колебания.XLT. Внести
изменения в расчетные формулы (выполненные в MS Equation) в соответствии с
(4) и добавить новые для вычисления амплитуд тока в контуре и напряжений на
всех его элементах. Переименовать лист: Последовательный контур.
Повторить пп. 2-5 предыдущего задания. Провести сохранение данных в файле
2.2_Резонансные кривые_Оптимизация.xls. Провести дважды вставку ячеек над
диапазоном В21:Е21. Объединить ячейки В20:В22, а в ячейки С21 и С22 внести
еще два значения активного сопротивления. Все три значения должны
существенно отличаться друг от друга, но не превышать величину критического
сопротивления контура. Аналогичным образом добавить ячейки (над блоком
В27:Е27) для вычисления коэффициента затухания. В ячейке С40 рассчитать
резонансную частоту контура ωрез.
    2. В столбце К смоделировать значения частоты внешней э.д.с. в пределах
от ωв min = 0,001 с-1 до ωв max = 2 ⋅ ωo с шагом, определяемом таблицей данных.
     3. В трех следующих столбцах L, M и N рассчитать амплитуду тока (см. (5))
для трех различных значений активного сопротивления (все три столбца будут
иметь общий заголовок "Амплитуда тока, А"). Построить резонансные кривые
для амплитуды тока в контуре на одной диаграмме. Определить по графику, при
какой частоте наблюдается максимум амплитуды тока, и сравнить ее с ωрез. Как
ведет себя максимум кривой при увеличении активного сопротивления контура?
    4. В столбцах O, P и Q рассчитать амплитуду напряжения на активном
сопротивлении U Rmax = I max ⋅ R (для трех различных значений R) и построить
амплитудные резонансные кривые. Как изменяется вид кривой с увеличением
активного сопротивления?
      5. Рассчитать в таблице исходных данных (ячейки С41, С42, С43)
резонансную частоту для амплитуды напряжения на конденсаторе
ω рез С = ω o2 − 2β 2 для различных значений активного сопротивления. Добавить
три новые колонки в таблицу данных под общим заголовком "Амплитуда