Периодические или почти периодические изменения заряда, силы тока и напряжения называются электромагнитными колебаниями.
Обычно эти колебания происходят с очень большой частотой, значительно превышающей частоту механических колебаний. Поэтому для их наблюдения и исследования применяется электронный осциллограф.
В электронно-лучевой трубке осциллографа узкий пучок электронов попадает на экран и заставляет его светиться. На горизонтально отклоняющие пластины трубки подаётся переменное напряжение развёртки up пилообразной формы. Напряжение медленно повышается, а затем очень резко понижается. Электрическое поле между пластинами заставляет электронный луч пробегать экран в горизонтальном направлении с постоянной скоростью и затем почти мгновенно возвращаться назад. После этого процесс повторяется. Если подключить вертикально отклоняющие пластины, то трубки к конденсатору, то колебания напряжения при его разрядке вызовут колебания луча в вертикальном направлении. В результате на экране образуется временная развёртка электромагнитных колебаний.
Простейшая система, в которой могут происходить свободные электромагнитные колебания, состоит из конденсатора и катушки, присоединённой к его обкладкам, и называется колебательным контуром.
При зарядке конденсатор получает энергию .
q – заряд конденсатора, С – его электроёмкость. Между обкладками возникает разность потенциалов Um.
По мере разрядки конденсатора энергия электрического поля уменьшается, но одновременно возрастает энергия магнитного поля тока ,
где i – сила переменного тока, L – индуктивность катушки.
Полная энергия W электромагнитного поля контура равна сумме энергий его магнитного и электрического полей: .
Период свободных электрических колебаний в колебательном контуре равен
. Данная формула называется формулой Томсона.
- собственная частота колебаний.
Четыре лампы, рассчитанные на напряжение 3 В и силу тока 0,3 А, надо включить параллельно и питать от источника напряжением 5,4 В. Резистор какого сопротивления надо включить последовательно лампам?
Дано:
U1 = U2 = U3 = U4 = 3 В
I1 = I2 = I3 = I4 = 0,3 А
Uи = 5,4 В
Найти R5.
Решение.
U = U1 = U2 = U 3 = U4 = 3 В
; (Ом)
; (Ом)
Ом
; ; (В)
; (Ом)
; ; (Ом).
Ответ: 2,5 Ом.
Билет 12