Электромагнитные колебания (общие понятия) Свободные и вынужденные электромагнитные колебания

Электромагнитные колебания это колебания электрического и магнитного полей, которые сопровождаются периодическим изменением заряда, силы тока и напряжения.

Механические колебания - обладающие периодичностью отклонения тела от положения равновесия. Возбуждение механических колебаний происходит путем непосредственного воздействия на колебательную систему.

Примеры колебательных систем Пружинный маятник - это система, состоящая из груза массой m, прикрепленного к одному концу пружины, другой конец которой закреплен

Математический маятник - это система, состоящая из материальной точки, подвешенной на нерастяжимой нити, имеющей пренебрежимо малую массу

Гармонические колебания –это колебания, в которых данный параметр изменяется по закону синуса или косинуса. Уравнения гармонических колебаний

Колебательный контур это цепь, состоящая из катушки индуктивности и конденсатора.

Свободные электромагнитные колебания Свободные электромагнитные колебания – это периодически повторяющиеся изменения электромагнитных величин (q – электрический заряд, I – сила тока, U – разность потенциалов), происходящие без потребления энергии от внешних источников.

Вынужденные электромагнитные колебания Незатухающие колебания в цепи под действием внешней, периодически изменяющейся ЭДС – называются вынужденными электромагнитными колебаниями Магнитный поток Ф сквозь плоскость рамки: По закону электромагнитной индукции:

Полезные материалы:

Аналогия между механическими и электромагнитными колебаниями

ВремяКолебательный контурПружинный маятник t=0 Энергия эл.поля макс. энерг.маг.поля W=0 Пот.энергия макс, кин. эн. Ек=о Т/4>t>0Wэл. Wм Ер Ек t= Т/4 Wэл.=0, энергия магн. поля макс.Ер=0, кин.энерг. макс T/2 >t >Т/4Wэл Wм Ер Ек t= Т/2 Энергия эл.поля макс. энерг.маг.поля W=0 Пот.энергия макс, кин. эн. Ек=о

Величины, характеризующие колебания тела на пружине Величины, характеризующие электромагнитные колебания в контуре Заряд конденсатораq Смещениех Скорость vСила токаi Масса тела mИндуктивность катушки L Жесткость пружины k Величина, обратная емкости, Энергия электрического поля Потенциальная энергия пружины Энергия магнитного поля Кинетическая энергия тела

Величины, характеризующие колебательное движение ОпределениеОбозначениеФормулыЕдиница измерения(СИ) Период- наименьший промежуток времени, по истечении которого состояние колебательн ой системы повторяется секунда (с)

Величины, характеризующие колебательное движение ОпределениеОбозначениеФормулыЕдиница измерения(СИ) Частота- число колебаний за 1с герц (Гц)

Амплитуда- максимальное смещение тела от положения равновесия Смещение- расстояние от маятника до положения равновесия метр (м) Фаза- величина, стоящая под знаком синуса или косинуса в уравнении гармонических колебаний,показыва ющая какая доля периода прошла от начала колебаний Радиан (рад) метр (м)

Величины, характеризующие колебательное движение ОпределениеОбозначениеФормулыЕдиница измерения(СИ) Циклическ ая частота- число колебаний за 2п секунд Радиан в секунду (рад/ с)

Академик Мандельштам отмечал: Теория колебаний объединяет, обобщает различные области физики... Каждая из областей физики оптика, механика, акустика говорит на своем национальном языке. Но есть интернациональный язык, и это - язык теории колебаний... Изучая одну область, вы получаете тем самым интуицию и знания совсем в другой области.