1. Свободные электромагнитные колебания.
2. Апериодический разряд конденсатора. Постоянная времени. Зарядка конденсатора.
3. Электрический импульс и импульсный ток.
4. Импульсная электротерапия.
5. Основные понятия и формулы.
6. Задачи.
14.1. Свободные электромагнитные колебания
В физике колебаниями называют процессы, отличающиеся той или иной степенью повторяемости.
Электромагнитные колебания - это повторяющиеся изменения электрических и магнитных величин: заряда, тока, напряжения, а также электрического и магнитного полей.
Такие колебания возникают, например, в замкнутой цепи, содержащей конденсатор и катушку индуктивности (колебательный контур).
Незатухающие колебания
Рассмотрим идеальный колебательный контур, который не обладает активным сопротивлением (рис. 14.1).
Если зарядить конденсатор от сети постоянного напряжения (Uc), установив ключ К в положение «1», а затем перевести ключ К в положение «2», то конденсатор начнет разряжаться через катушку индуктивности, и в цепи
&hide_Cookie=yes)
Рис. 14.1. Идеальный колебательный контур (С - емкость конденсатора, L - индуктивность катушки)
появится нарастающий ток i (силу переменного тока обозначают строчной буквой i).
При этом в катушке возникает э.д.с. самоиндукции Е = -L*di/dt (см. формулу 10.15). В идеальном контуре (R = 0) э.д.с. равна напряжению на обкладках конденсатора U = q/C (см. формулу 10.16). Приравняв Е и U, получим
&hide_Cookie=yes)
Период свободных колебаний определяется формулой Томпсона: T = 2π/ω0 = 2π√LC . (14.6)
&hide_Cookie=yes)
Рис. 14.2. Зависимость заряда, напряжения и тока от времени в идеальном колебательном контуре (незатухающие колебания)
Энергия электрического поля конденсатора Wэл и энергия магнитного поля катушки Wм периодически изменяются со временем:
&hide_Cookie=yes)
Полная энергия (W) электромагнитных колебаний складывается из двух этих энергий. Поскольку в идеальном контуре отсутствуют потери, связанные с выделением теплоты, полная энергия свободных колебаний сохраняется: