Презентація до уроку "Коливальний контур. Виникнення вільних електромагнітних коливань. Формула Томсона. Перетворення енергії під час вільних електромагнітних коливань."

«Світ в якому ми живемо, дивовижно схильний до коливання» Р. Бішоп.

Сучасне суспільство неможливо уявити без швидкого обміну інформацією, тобто без мобільних телефонів, Інтернету. Хоча не так давно — понад століття тому — винайшли радіо і менш ніж століття як почалися перші регулярні телетрансляції. Усі ці досягнення техніки ґрунтуються на передаванні та прийманні радіосигналів. Сьогодні ми ознайомимся з фізичним пристроєм, що є обов’язковою складовою більшості радіопередавачів і радіоприймачів.

Тема: ВІЛЬНІ ЕЛЕКТРОМАГНІТНІ КОЛИВАННЯ В КОЛИВАЛЬНОМУ КОНТУРІ. ФОРМУЛА ТОМСОНА. Мета: З'ясувати механізм виникнення вільних електричних коливань і перетворення електричної та магнітної енергій в коливальному контурі;дослідити від чого залежить період коливань.

Електромагнітні коливання Періодичні або майже періодичні зміни електричного заряду, сили струму або напруги, які відбуваються з дуже великою частотою, яка значно більша за частоту механічних коливань

ВІЛЬНІ коливання. Коливання які виникають в системі після виведення її з положення рівноваги. ВИМУШЕНІ коливання. Коливання в колі під дією зовнішнішньої періодичної электрорушійної сили.

{5 C22544 A-7 EE6-4342-B048-85 BDC9 FD1 C3 A}МЕХАНІЧНІ ВЕЛИЧИНИЕЛЕКТРИЧНІ ВЕЛИЧИНИКоордината х. Електричний заряд q. Швидкість v. Сила струму IМаса тягарця mІндуктивність LЖорсткість пружини k. Величина обернена до ємності 1/CПотенціальна енергія kx2 2 Енергія електричного поля q2 2 CКінетична енергія mv2 2 Енергія магнітного поля LI2 2 Аналогії між величинами

Це коливальна система ,в якій можуть виникати вільні електромагнітні коливання. Складається з послідовно з’єднаних конденсатора і котушки індуктивності. КОЛИВАЛЬНИЙ КОНТУР

Заряджаємо конденсатор від джерела струму. Конденсатор отримує енергію: Перетворення енергії Під час розряду конденсатора , протягом першої чверті періоду енергія електричного поля перетворюється на енергію магнітного поля:

Механізм коливальних процесів

Повна енергія электромагнітного поля коливального контуру в будь-який момент часу дорівнює сумі енергій магнітного і електричного полів. Закон збереження енергії для ідеального коливального контуру

Періодичні зміни фізичної величини, що відбуваються за законом синуса або косинуса. В електромагнітних коливаннях відбуваються гармонічні коливання заряду, сили струму і напруги ( q, I, U ). Гармонічні коливання

Гармонічні коливання в контурі

Амплітуда Максимальне значення величини, яка коливається

Період коливань T — фізична величина, яка характеризує коливання і дорівнює мінімальному інтервалу часу, через який значення змінної величини повторюється, тобто часу, за який здійснюється одне повне коливання. Період коливального контуру визначається за формулою Томсона: Період{5 C22544 A-7 EE6-4342-B048-85 BDC9 FD1 C3 A}

Уи́льям Томсон, барон Ке́львин - британський фізик, механік і інженер. Відомий своїми роботами в області термодинаміки, механіки, електродинаміки. Член і президент Лондонського королівського суспільства, іноземний член Паризької академії наук, іноземний член-кореспондент і почесний член Петербурзької академії наук.

кількість коливань за одиницю часу. кількість коливань за 2π секунд. Циклічна частота. Частота

Фаза коливань. Фаза коливань — фізична величина,яка характеризує стан коливальної системи в даний момент часу

Резонансом в електричному коливальному контурі називається явище різкого зростання амплітуди вимушених коливань сили струму у разі збігу частоти зовнішньої змінної напруги із власною частотою коливального контуру.

Рівняння механічних коливаньх=Хmaxcos(ωt+φo)Рівняння коливань: заряду q=qmaxcos(ωt+φo)cили струму I=Imaxcos(ωt+φo)напруги U=Umaxcos(ωt+φo)

На рисунку наведений графік гармонічного коливання. Знайдіть амплітуду, частоту й період коливання. Запишіть формулу залежності і(t).

Який період вільних електромагнітних коливань у контурі, що складається з конденсатора ємністю 400 мк. Ф і котушки з індуктивністю 90 м. Гн?1в Заряд на конденсаторі змінюється за законом q=0,01cos π t /8 Індуктивність котушки 4 Гн. Визначте: а) амплітуду, період і частоту; б)ємність конденсатора.2в. Ємність конденсатора коливального контуру 1 мк. Ф, індуктивність котушки 4 Гн,амплітуда заряду 8 мк. Кл. Напишіть рівняння коливань заряду .

На рисунку наведений графік гармонічного коливання. Знайдіть амплітуду, частоту й період коливання. Запишіть формулу залежності u(t).

Знайти відповідність

{5 C22544 A-7 EE6-4342-B048-85 BDC9 FD1 C3 A}1 Фізичний пристрій, який складається з послідовно з’єднаних конденсатора і котушки індуктивності.2 Періодичні зміни заряду на обкладках конденсатора й періодичні зміни силиструму в котушці3. Пристрій для накопиченняелектричного заряду, який складається з двох провідних обкладок, розділених шаром діелектрика. 4 Фізична величина, яка характеризує коливання і дорівнює часу, за який здійснюється одне повне коливання:5. Коливання, за яких значення змінної величини змінюється з часом за гармонічним законом (законом косинуса або синуса), називають … 6. Фізична величина,яка характеризує стан коливальної системив даний момент часу7. Фізична величина, якахарактеризує конденсатор,називається  8. Фізична величина, якахарактеризує коливання і чисельно дорівнюєкількості повних коливань, які здійснюютьсяза одиницю часу9. Фізична величина, яка характеризує коливання і дорівнює максимальному значенню змінної величини.10. Фізична величина,яка характеризує коливання і чисельнодорівнює кількості повних коливань, які здійснюються за 2π секунд11. Існують у системі за рахунок надходженняенергії від постійного джерела за умови, що надходження енергіїрегулюється самою системою.12 Різке збільшення амплітуди коливань у разі, якщо частота зовнішнього періодичного впливу збігається з власною частотою коливань системи

{5 C22544 A-7 EE6-4342-B048-85 BDC9 FD1 C3 A}А. Гармонічніколивання. Ж. Частота коливань n — фізична величина, якахарактеризує коливання і чисельно дорівнюєкількості повних коливань, які здійснюютьсяза одиницю часу. К. Коливальний контур. Л. Електроємність. Е. Автоколивання Б. Період коливань  Г. Циклічна частота. Н. Амплітуда коливань  Д.резонансу — різкезбільшення амплітудиколивань у разі, якщочастота зовнішнього періодичноговпливу збігаєтьсяз власною частотоюколивань системи. З. Фаза коливань. В. Вільні електромагнітні коливання Р. Конденсатор

Коди відповідей:1-К, 2-В, 3-Р, 4-Б, 5-А, 6-З, 7-Л, 8-Ж, 9-Н, 10-Г, 11-Е, 12-Д

Домашнє завдання. Вивчити §18 Виконати №№ 1,2,3 вправи18