🗊Презентация Свободные и вынужденные электромагнитные колебания

Санкт-Петербургское государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Пожарно-спасательный колледж «Санкт-Петербургский центр подготовки спасателей» Выполнила студентка Яковлева П.С. Преподаватель физики Захарова О.А.

Успехи в изучении электромагнетизма в XIX веке привели к бурному развитию промышленности и техники, особенно это касается средств связи. Прокладывая линии телеграфа на большие расстояния, инженеры столкнулись с рядом необъяснимых явлений, которые побудили ученых к исследованиям. Так, в 50-х годах британский физик Уильям Томсон (лорд Кельвин) занялся вопросом о трансатлантической телеграфии. Учитывая неудачи первых практиков, он теоретически исследовал вопрос о распространении электрических импульсов вдоль кабеля. При этом Кельвин получил ряд важных выводов, которые в дальнейшем позволили осуществить телеграфирование через океан. Также в 1853 году британский физик выводит условия существования колебательного электрического разряда. Эти условия легли в основу всего учения об электрических колебаниях. Успехи в изучении электромагнетизма в XIX веке привели к бурному развитию промышленности и техники, особенно это касается средств связи. Прокладывая линии телеграфа на большие расстояния, инженеры столкнулись с рядом необъяснимых явлений, которые побудили ученых к исследованиям. Так, в 50-х годах британский физик Уильям Томсон (лорд Кельвин) занялся вопросом о трансатлантической телеграфии. Учитывая неудачи первых практиков, он теоретически исследовал вопрос о распространении электрических импульсов вдоль кабеля. При этом Кельвин получил ряд важных выводов, которые в дальнейшем позволили осуществить телеграфирование через океан. Также в 1853 году британский физик выводит условия существования колебательного электрического разряда. Эти условия легли в основу всего учения об электрических колебаниях.

Электромагнитные колебания измеряются электронным осциллографом. Осциллограмма показывает, что напряжение на катушке является колеблющейся величиной. Верхняя пластинка заряжается положительно, а нижняя-отрицательно. Катушка станет электромагнитом и начнет создавать вокруг себя магнитное поле. Электромагнитные колебания измеряются электронным осциллографом. Осциллограмма показывает, что напряжение на катушке является колеблющейся величиной. Верхняя пластинка заряжается положительно, а нижняя-отрицательно. Катушка станет электромагнитом и начнет создавать вокруг себя магнитное поле.

Виды электромагнитный колебаний Свободными колебаниями называют такие, которые совершаются без внешнего воздействия за счет первоначально накопленной энергии. Вынужденными называются колебания в цепи под действием внешней периодической электродвижущей силы

Электромагнитные колебания-это колебания электрического и магнитного поля, которые сопровождаются периодическим изменением заряда, силы тока и напряжения. Электромагнитные колебания-это колебания электрического и магнитного поля, которые сопровождаются периодическим изменением заряда, силы тока и напряжения. Простейшей системой, где могут возникнуть и существовать свободные электромагнитные колебания, является колебательный контур. Колебательный контур-это цепь, состоящая из катушки индуктивности и конденсатора.

Возникнут электромагнитные колебания из-за превращения энергии электрического поля конденсатора. Возникнут электромагнитные колебания из-за превращения энергии электрического поля конденсатора.

Конденсатор, заряжаясь от батареи, в начальный момент времени приобретет максимальный заряд. Его энергия Wэ будет максимальной (рис. а). Конденсатор, заряжаясь от батареи, в начальный момент времени приобретет максимальный заряд. Его энергия Wэ будет максимальной (рис. а). Если конденсатор замкнуть на катушку , то в этот момент времени он начнет разряжаться (рис. б). В цепи появится ток. По мере разрядки конденсатора ток в цепи и в катушке возрастает. Из-за явления самоиндукции это происходит не мгновенно. Энергия катушки Wм становится максимальной (рис. в). Индукционный ток течет в ту же сторону. Электрические заряды вновь накапливаются на конденсаторе. Конденсатор перезаряжается, т.е. обкладка конденсатора, прежде заряженная положительно, будет заряжена отрицательно. Энергия конденсатора становится максимальная. Ток в данном направлении прекратится, и процесс повторится в обратном направлении (рис. г). процессы в колебательном контуре. Этот процесс будет повторяться снова и снова.

Возникнут электромагнитные колебания из-за превращения энергии электрического поля конденсатора в энергию магнитного поля катушки с током ,и наоборот. Если отсутствуют потери (сопротивление R=0), то сила тока, заряд и напряжение со временем изменяются по гармоническому закону. Колебания, происходящие по закону косинуса или синуса, называются гармоническими. Возникнут электромагнитные колебания из-за превращения энергии электрического поля конденсатора в энергию магнитного поля катушки с током ,и наоборот. Если отсутствуют потери (сопротивление R=0), то сила тока, заряд и напряжение со временем изменяются по гармоническому закону. Колебания, происходящие по закону косинуса или синуса, называются гармоническими.

Контур, в котором нет потерь энергии, является идеальным колебательным контуром. Период электромагнитных колебаний в идеальном колебательном контуре зависит от индуктивности катушки и емкости конденсатора и находится по формуле Томсона Контур, в котором нет потерь энергии, является идеальным колебательным контуром. Период электромагнитных колебаний в идеальном колебательном контуре зависит от индуктивности катушки и емкости конденсатора и находится по формуле Томсона где L – индуктивность катушки, С – емкость конденсатора, T – период э/м колебаний.

В реальном колебательном контуре свободные электромагнитные колебания будут затухающими затухающие колебания из-за потерь энергии при нагревании проводов. Для практического применения важно получить незатухающие электромагнитные колебания, а для этого необходимо колебательный контур пополнять электроэнергией, чтобы скомпенсировать потери энергии от генератора незатухающих колебаний, который является примером автоколебательной системы. В реальном колебательном контуре свободные электромагнитные колебания будут затухающими затухающие колебания из-за потерь энергии при нагревании проводов. Для практического применения важно получить незатухающие электромагнитные колебания, а для этого необходимо колебательный контур пополнять электроэнергией, чтобы скомпенсировать потери энергии от генератора незатухающих колебаний, который является примером автоколебательной системы.

Источники: http://kaplio.ru/svobodnye-i-vynuzhdennye-elektromagnitnye-kolebaniya-kolebatelnyj-kontur-prevrashhenie-energii-pri-elektromagnitnyh-kolebaniyah/ https://interneturok.ru/lesson/physics/11-klass/belektromagnitnye-kolebaniya-i-volny-b/vynuzhdennye-elektromagnitnye-kolebaniya-elektromagnitnye-kolebaniya-v-konture-istochnik-radiovoln