+7 (727) 344 95 95
Толық ҰБТ тапсыру
Қазақша

iTest қолданбасын жүктеп алу

Мектеп емтихандарына ыңғайлырақ форматта дайындалыңыз

logo-device logotype logotype-float

Электромагниттік еркін тербелістер
Алдыңғы конспект Келесі конспект
Конспект

Электромагниттік тербелістер мен толқындар - зарядтың, ток күшінің, кернеудің, электр өрісі мен магнит өрісінің периодты өзгеруін және электромагниттік өрістердің уақыт өтуіне қарай кеңістікте таралуын зерттейтін физиканың тарауы.

Сыртқы әрекет жоқ кезде пайда болатын тербелістерді еркін электромагниттік тербелістер деп атайды.

 

Тербелмелі контур ‒ -сыйымдылығы бар конденсатордан және индуктивтігі бар катушкадан тұратын, электромагниттік тербелістер алуға арналған ең қарапайым жүйе (құрылғы).

Идеал тербелмелі контурда

Конденсаторды батереяға қосып зарядтағанда оның алатын энергиясы  Конденсатор катушкамен тұйықталғанда ол разрядталып катушка арқылы электр тогы жүреді. Өздік индукция құбылысы әсерінен конденсатордың қайыра зарядталу және разрядталуы кезінде электр тогы біртіндеп артады және кемиді. Электромагниттік тербелістер пайда болады. заряд, ток күші, кернеу, электр өрісінің энергиясы, магнит өрісінің энергиясы периодты түрде өзгереді.

 

Идеал тербелмелі контурдың тербеліс теңдеуі

Егер тербелмелі контур идеал болса энергияның сақталу заңы орындалады . Тұрақты шаманың туындысы 0‒ге тең болғандықтан:

 

 

 

 

теңдеудің шешімі:

 

‒ амплитуда (зарядтың максимал мәні)

 

Физикалық шаманың синус немесе косинус заңы бойынша өтетін уақытқа тәуелді периодты өзгерісі гармониялық тербеліс деп аталады. Идеал тербелмелі контурдағы тербелістер гармониялық болады. Төменде ток күшінің, кернеудің және Э.Қ.К- тің гармониялық теңдеуі көрсетілген.

Мұндағы - ток күшінің, кернеудің, Э.Қ.К- тің лездік мәндері, - ток күшінің, кернеудің, Э.Қ.К-тің амплитудалық мәндері, ­ тербеліс фазасы, ­ циклді жиілік [рад/с].

 

Томсон формуласы

‒ электрсыйымдылық

‒ индуктивтілік

Идеал контурдағы электромагниттік тербелістердің периоды ­ тербелістегі физикалық шаманың мәні қайталанып келетін ең аз уақыт.

 

Тербеліс жиілігі деп бірлік уақыт ішіндегі тербеліс санына тең шаманы айтады

 

Х.Б. жүйесіндегі жиіліктің өлшем бірлігі неміс физигі Г. Герцтің құрметіне 1 Гц (герц).

 

Идеал тербемелі контурда энергия шығыны болмайды, сондықтан тербелістер өшпейді. Толық энергия сақталады, тек энергияның айналуы периодты түрде қайталанады.

 

Тербелмелі контурда конденсатордағы электр өрісінің энергиясы периодты түрде индуктивті катушканың магнит өрісінің энергиясына айналады және керісінше, индуктивті катушканың магнит өрісінің энергиясы конденсатордағы электр өрісінің энергиясына айналады.

 

 

Идеал контурда энергия сақталады:

 

 



Сұрақтар

  1. Тербелмелі контурдағы конденсатор сыйымдылығын 4 есе кеміткенде оның жиілігі

  2. Катушка индуктивтілігін 4 есе арттырып, кондесатордың электр сыйымдылығын 2 есе кемітсе, тербелмелі контурдағы еркін электр тербелістерінің жиілігі

  3. Контурдың индуктивтілігі 3 есе азайса, тербеліс жиілігі

  4. Тербелмелі контурдағы гармониялық электромагниттік тербеліс кезінде конденсатордың электр өрісі энергиясының максимал мәні – 50 Дж, ал катушканың магнит өрісі энергиясының максимал мәні 50 Дж  болды. Контурдың электромагниттік өрісінің толық энергиясы

  5. Контурдың сыйымдылығы да, жиілігі де 3 есеге артты. Контурдың индуктивтілігі

  6. Катушка индуктивтілігі мен конденсатордың электр сыйымдылығын 2 есе арттырғанда тербелмелі контурдағы еркін электр тербелістерінің жиілігі

  7. Тербелмелі контурдағы катушканың индуктивтілігін 4 есе арттырса, ондағы тербеліс периоды

  8. Тербелмелі контурдағы еркін тербелетін зарядтың ең үлкен мәні – 1 мкКл, ал ең үлкен ток күші – 10 А. Контурдағы тербеліс жиілігі

  9. Тербелмелі контур катушкасындағы ток күші \(i=4\cdot10^{-2}\sin10^4t\) теңдеуі бойынша өзгереді. Конденсатордың электр өрісінің максимал энергиясы 40 мкДж  болса, катушканың индуктивтілігі

  10. Тербелмелі контурдың конденсатор астарындағы зарядтың мәні оның амплитудалық мәнінің жартысына тең болатын уақыт мезеті. Тербеліс жиілігі \(ν = 26\) кГц.

  11. Конденсатор сыйымдылығы 10 пФ тербермелі контурдағы кернеудің әсерлік мәні 100 В болса, тербелмелі контурдың толық энергиясы

  12. Индуктивтігі 2500 Гн катушкадан және сыйымдылығы 40 нФ конденсатордан құрылған тербелмелі контурының меншікті жиілігін және тербеліс периодын анықта.

  13. Егер контурдың индуктивтілігін екі есе үлкен контурмен ауыстырса, еркін тербелістердің периоды қалай өзгеретінін анықта.

  14. Индуктивтілігі 2 мГн катушкадан және өтімділігі 2 диэлектрикпен толтырылған жазық конденсатордан құралған тербелмелі контур тербелісінің периодын, жиілігін анықта. Конденсатордың әр пластинасының ауданы – 100 см², арақашықтығы – 2 мм.

  15. Жиілігі 500 Гц айнымалы ток тізбегіне индуктивтілігі 10 мГн катушка қосылған. Тізбекте резонанс басталу үшін конденсатордың қажетті сыйымдылығы

  16. Тербелмелі контур индуктивтігі 1 мГн катушка мен сыйымдылықтары 500 пФ және 200 пФ болатын тізбектей жалғанған конденсаторлардан тұрады. Осы тербелмелі контурға арналған толқынның ұзындығы

  17. Тербелмелі контурға сыйымдылығы 0,2 мкФ конденсатор қосылған. Контурда жиілігі 400 Гц электр тербелістерін алу үшін оған қандай индуктивтілікті қосу керек?

     

  18. Тербемелі контурдың индуктивтілігі 20 мкГн. Бұл контурды 5000 кГц жиілікке шақтап құру үшін сыйымдылығы қандай конденсаторды таңдап алу керек?

  19. Катушкасының индуктивтілігі 20 мГн тербеліс контурында тербелісті 1000 Гц-тен 2000 Гц-ке дейін өзгерту үшін ондағы конденсатордың сыйымдылығын қандай шегарада өзгерту керек?

Қате туралы хабарландыру