11 КЛАСС · КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ

Электромагнитные колебания и переменный ток

Колебательный контур, реактивные сопротивления и трансформатор.

32 минут25 карточек теории

Открыть интерактивный урок

МАТЕРИАЛ УРОКА

Основные понятия

Колебательный контур

Цепь из конденсатора и катушки, в которой происходят электромагнитные колебания.

Переменный ток

Электрический ток, периодически меняющий величину и направление.

Трансформатор

Устройство для изменения переменного напряжения с помощью электромагнитной индукции.

МАТЕРИАЛ УРОКА

Физические величины

Заряд конденсатора

q

Мгновенный заряд обкладки конденсатора.

Единица: кулон · $\mathrm{Кл}$

Амплитуда заряда

q_m

Наибольший модуль заряда конденсатора.

Единица: кулон · $\mathrm{Кл}$

Амплитуда силы тока

I_m

Наибольший модуль тока в контуре.

Единица: ампер · $\mathrm{А}$

Индуктивное сопротивление

X_L

Сопротивление катушки переменному току.

Единица: ом · $\mathrm{Ом}$

Ёмкостное сопротивление

X_C

Сопротивление конденсатора переменному току.

Единица: ом · $\mathrm{Ом}$

Амплитуда напряжения

U_m

Наибольший модуль переменного напряжения.

Единица: вольт · $\mathrm{В}$

Амплитуда ЭДС

\mathcal{E}_{\max}

Наибольший модуль переменной ЭДС.

Единица: вольт · $\mathrm{В}$

Напряжение первичной обмотки

U_1

Напряжение на входной обмотке трансформатора.

Единица: вольт · $\mathrm{В}$

Напряжение вторичной обмотки

U_2

Напряжение на выходной обмотке трансформатора.

Единица: вольт · $\mathrm{В}$

Ток первичной обмотки

I_1

Сила тока во входной обмотке трансформатора.

Единица: ампер · $\mathrm{А}$

Ток вторичной обмотки

I_2

Сила тока в выходной обмотке трансформатора.

Единица: ампер · $\mathrm{А}$

Число витков первичной обмотки

n_1

Количество витков во входной обмотке трансформатора.

Единица: безразмерная величина

Число витков вторичной обмотки

n_2

Количество витков в выходной обмотке трансформатора.

Единица: безразмерная величина

МАТЕРИАЛ УРОКА

Формулы урока

Формула Томсона

T=2\pi\sqrt{LC}

Период собственных колебаний контура определяется индуктивностью и ёмкостью.

Колебание заряда

q=q_m\sin(\omega t+\varphi_0)

Заряд конденсатора гармонически меняется с фазой.

Амплитуда тока в контуре

I_m=q_m\omega

Амплитуда тока равна амплитуде заряда, умноженной на циклическую частоту.

Индуктивное сопротивление

X_L=2\pi\nu L

Индуктивное сопротивление растёт с частотой и индуктивностью.

Ёмкостное сопротивление

X_C=\frac{1}{2\pi\nu C}

Ёмкостное сопротивление уменьшается с ростом частоты и ёмкости.

Единица реактивного сопротивления

[X_L]=[X_C]=1\,\mathrm{Ом}

Индуктивное и ёмкостное сопротивления измеряют в омах.

Энергия колебательного контура

W_0=\frac{q_m^2}{2C}=\frac{CU_m^2}{2}=\frac{LI_m^2}{2}

Полная энергия контура переходит между электрическим полем конденсатора и магнитным полем катушки.

Коэффициент трансформации

\frac{U_1}{U_2}=\frac{n_1}{n_2}

Отношение напряжений идеального трансформатора равно отношению числа витков.

Токи идеального трансформатора

\frac{U_1}{U_2}=\frac{I_2}{I_1}

В идеальном трансформаторе увеличение напряжения сопровождается уменьшением тока.

СПРАВОЧНИК

Связанные формулы

АмплитудаA, xₘ · м

ПРАКТИКА

Задачи по теме

Колебания и волны11 класс · 30 задач