December 05 2016 16:34:46
School Nogma
Навигация
 
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
 
Разрядка кондексатора
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМТаким образом, конденсатор разрядится не мгновенно, а за определенное конечное время. За это время ток в цепи достигнет своего наибольшего значения I, и вся энергия электрического поля конденсатора перейдет в энергию магнитного поля катушки, равную LI2/2. Несмотря на то, что конденсатор окажется разряженным, ток в цепи не сможет прекратиться мгновенно, так как всякое уменьшение силы тока приведет к уменьшению магнитного потока, и за счет явления самоиндукции возникнет индукционный ток, поддерживающий ток в цепи в прежнем направлении. На поддержание этого индукционного тока будет расходоваться энергия магнитного поля катушки. В результате протекания указанного индукционного тока, на обкладках конденсатора начнет накапливаться заряд обратного знака. Этот заряд достигнет прежней величины q к моменту, когда вся энергия магнитного поля катушки будет израсходована на поддержание индукционного тока. В итоге этой фазы процесса энергия магнитного поля снова перейдет в энергию электрического поля конденсатора, заряженного обратным зарядом –q. С этого момента весь описанный процесс повторится снова, только ток потечет в обратном направлении. По завершению этой обратной фазы процесса конденсатор перезарядится до исходного заряда q, а ток примет нулевое значение.

Таким образом, в результате описанных электрических и магнитных процессов в колебательном контуре система самопроизвольно вернулась в первоначальное состояние, сохранив неизменным запас энергии.  Теперь описанный цикл будет повторяться снова и снова неопределенно долго, при этом в цепи колебательного контура будет протекать переменный электрический ток. Графики изменения напряжения на конденсаторе и силы тока в катушке в течение одного периода колебаний представлены на рис. 3.15.


img108


Рис.3.15


Описанный колебательный процесс можно сопоставить с механическими колебаниями математического маятника, в ходе которых потенциальная энергия шарика, отклоненного в крайнее амплитудное положение (аналог энергии заряженного конденсатора), переходит в кинетическую энергию шарика, пролетающего положение равновесия (аналог энергии магнитного поля катушки), и затем происходит обратное превращение. Мы знаем, что колебания маятника постепенно затухают под влиянием сил трения, превращающих механическую энергию колебаний в тепло. В реальном колебательном контуре, состоящем из проводников, обладающих электрическим сопротивлением, энергия электрического и магнитного полей также рассеивается, расходуясь на нагрев проводников.  

Аналогия между маятником и колебательным контуром не только качественная. Уравнения, описывающие механические колебания маятника и электрические колебания в контуре математически идентичны.

Выведем уравнение электрических колебаний в контуре. Условно будем изображать контур состоящим из трех элементов: емкости С, индуктивности L и сопротивления проводов R (рис. 3.16).


img109

Рис. 3.16


В замкнутой цепи контура действует э.д.с. самоиндукции Еc, сосредоточенная в катушке. При протекании тока I  на сопротивлении R и емкости С возникают падения напряжения UR и UC. По второму правилу Кирхгофа для замкнутого контура сумма падений напряжения равна э.д.с., действующей в контуре, то есть

                         UR + UС = Еc                            (3.43)

Раскроем значения всех величин, входящих в (3.43).

                         img110,                       (3.44)

где q – заряд конденсатора. Силу тока I можно представить как img111, а производную img112 - как img113. С учетом этого (3.44) можно преобразовать к виду

                         img114                   (3.45)

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, авторизуйтесьили зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Время загрузки: 0.05 секунд 4,195,144 уникальных посетителей