Παρουσίαση «Ταλαντούμενο κύκλωμα. Ηλεκτρομαγνητικές δονήσεις. Η αρχή των ραδιοεπικοινωνιών και της τηλεόρασης» παρουσίαση για μάθημα φυσικής (9η τάξη) με θέμα. Ταλαντωτικό κύκλωμα Παρουσιάσεις φυσικής Ταλαντωτικό κύκλωμα 9ης τάξης

Για να χρησιμοποιήσετε προεπισκοπήσεις παρουσίασης, δημιουργήστε έναν λογαριασμό Google και συνδεθείτε σε αυτόν: https://accounts.google.com

Λεζάντες διαφάνειας:

Ταλαντωτικό κύκλωμα. Ηλεκτρομαγνητικές δονήσεις. Η αρχή των ραδιοεπικοινωνιών και της τηλεόρασης Μάθημα αρ. 51

Οι ηλεκτρομαγνητικές ταλαντώσεις είναι περιοδικές αλλαγές με την πάροδο του χρόνου σε ηλεκτρικά και μαγνητικά μεγέθη (φόρτιση, ρεύμα, τάση, τάση, μαγνητική επαγωγή κ.λπ.) σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα. Όπως είναι γνωστό, για να δημιουργηθεί ένα ισχυρό ηλεκτρομαγνητικό κύμα που θα μπορούσε να καταγραφεί από όργανα σε μεγάλες αποστάσεις από την κεραία εκπομπής, είναι απαραίτητο η συχνότητα κύματος να είναι τουλάχιστον 0,1 MHz.

Ένα από τα κύρια μέρη της γεννήτριας είναι το ταλαντευόμενο κύκλωμα - αυτό είναι ένα ταλαντευτικό σύστημα που αποτελείται από ένα πηνίο επαγωγής L συνδεδεμένο σε σειρά, έναν πυκνωτή με χωρητικότητα C και έναν αντιστάτη με αντίσταση R.

Αφού επινόησαν το βάζο Leyden (ο πρώτος πυκνωτής) και έμαθαν πώς να του μεταδίδουν μεγάλο φορτίο χρησιμοποιώντας μια ηλεκτροστατική μηχανή, άρχισαν να μελετούν την ηλεκτρική εκκένωση του βάζου. Κλείνοντας τις επενδύσεις ενός βάζου Leyden με ένα πηνίο, ανακάλυψαν ότι οι ατσάλινες ακτίνες μέσα στο πηνίο μαγνητίστηκαν. Το περίεργο ήταν ότι ήταν αδύνατο να προβλεφθεί ποιο άκρο του πυρήνα του πηνίου θα ήταν ο βόρειος πόλος και ποιο το νότιο. Δεν έγινε αμέσως κατανοητό ότι όταν ένας πυκνωτής εκφορτίζεται μέσω ενός πηνίου, εμφανίζονται ταλαντώσεις στο ηλεκτρικό κύκλωμα.

Η περίοδος των ελεύθερων ταλαντώσεων είναι ίση με τη φυσική περίοδο του ταλαντωτικού συστήματος, στην περίπτωση αυτή την περίοδο του κυκλώματος. Ο τύπος για τον προσδιορισμό της περιόδου των ελεύθερων ηλεκτρομαγνητικών ταλαντώσεων ελήφθη από τον Άγγλο φυσικό William Thomson το 1853.

Το κύκλωμα του πομπού του Popov είναι αρκετά απλό - είναι ένα κύκλωμα ταλάντωσης, το οποίο αποτελείται από επαγωγή (το δευτερεύον τύλιγμα του πηνίου), μια μπαταρία που τροφοδοτείται και μια χωρητικότητα (διάκενο σπινθήρα). Εάν πατήσετε το πλήκτρο, ένας σπινθήρας πηδάει στο διάκενο σπινθήρα του πηνίου, προκαλώντας ηλεκτρομαγνητικές ταλαντώσεις στην κεραία. Η κεραία είναι ανοιχτός δονητής και εκπέμπει ηλεκτρομαγνητικά κύματα, τα οποία, φτάνοντας στην κεραία του σταθμού λήψης, διεγείρουν ηλεκτρικές ταλαντώσεις σε αυτόν.

Για να καταγράψει τα ληφθέντα κύματα, ο Alexander Stepanovich Popov χρησιμοποίησε μια ειδική συσκευή - ένα coherer (από τη λατινική λέξη "coherence" - cohesion), που αποτελείται από έναν γυάλινο σωλήνα που περιέχει μεταλλικά ρινίσματα. Στις 24 Μαρτίου 1896, οι πρώτες λέξεις μεταδόθηκαν χρησιμοποιώντας τον κώδικα Μορς - "Heinrich Hertz".

Αν και οι σύγχρονοι ραδιοφωνικοί δέκτες μοιάζουν ελάχιστα με τον δέκτη του Popov, οι βασικές αρχές λειτουργίας τους είναι οι ίδιες.

Κύρια συμπεράσματα: – Ταλαντωτικό κύκλωμα είναι ένα ταλαντευόμενο σύστημα που αποτελείται από ένα πηνίο, έναν πυκνωτή και μια ενεργή αντίσταση συνδεδεμένα σε σειρά. – Οι ελεύθερες ηλεκτρομαγνητικές ταλαντώσεις είναι ταλαντώσεις που συμβαίνουν σε ένα ιδανικό ταλαντωτικό κύκλωμα λόγω της δαπάνης της ενέργειας που μεταδίδεται σε αυτό το κύκλωμα, η οποία στη συνέχεια δεν αναπληρώνεται. – Η περίοδος των ελεύθερων ηλεκτρομαγνητικών ταλαντώσεων μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον τύπο του Thomson. – Από αυτόν τον τύπο προκύπτει ότι η περίοδος του ταλαντωτικού κυκλώματος καθορίζεται από τις παραμέτρους των στοιχείων που το αποτελούν: την επαγωγή του πηνίου και τη χωρητικότητα του πυκνωτή. – Ραδιοεπικοινωνία είναι η διαδικασία μετάδοσης και λήψης πληροφοριών με χρήση ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. – Διαμόρφωση πλάτους είναι η διαδικασία αλλαγής του πλάτους των ταλαντώσεων υψηλής συχνότητας με συχνότητα ίση με τη συχνότητα του ηχητικού σήματος. – Η αντίστροφη διαδικασία διαμόρφωσης ονομάζεται ανίχνευση.

"Ελεύθερες ταλαντώσεις" - Μη αποσβεσμένες ταλαντώσεις. Ελεύθερες ηλεκτρομαγνητικές ταλαντώσεις. Όπου i και q είναι η τρέχουσα ισχύς και το ηλεκτρικό φορτίο ανά πάσα στιγμή. Σύμφωνα με το νόμο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής: Η συνολική ηλεκτρομαγνητική ενέργεια του ταλαντωτικού κυκλώματος. Ο αριθμός των ταλαντώσεων ανά μονάδα χρόνου ονομάζεται συχνότητα ταλάντωσης: Ολική ενέργεια.

“Mechanical Resonance” - 1. Αλυσίδα της Αιγυπτιακής Γέφυρας στην Αγία Πετρούπολη. Απήχηση στην τεχνολογία. 3. Πόλη του Μεξικού 1985 Κρεμαστή γέφυρα Τακόμα. Θετική τιμή συντονισμού Συχνόμετρο. 2. Κρατικό εκπαιδευτικό ίδρυμα Γυμνάσιο Νο. 363 της περιοχής Frunzensky. Ο μηχανικός μετρητής συχνότητας καλαμιών είναι μια συσκευή για τη μέτρηση της συχνότητας δόνησης.

"Συχνότητα δόνησης" - Ηχητικά κύματα. Ας σκεφτούμε???? Το Infrasound χρησιμοποιείται σε στρατιωτικές υποθέσεις, ψάρεμα κ.λπ. Μπορεί ο ήχος να ταξιδέψει σε αέρια, υγρά και στερεά; Τι καθορίζει την ένταση του ήχου; Από τι εξαρτάται το ύψος του ήχου; Ταχύτητα ήχου. Υπέρηχος. Σε αυτή την περίπτωση, οι δονήσεις της πηγής ήχου είναι εμφανείς.

"Μηχανικές δονήσεις" - Εγκάρσιες. Γράφημα εκκρεμούς ελατηρίου. Ταλαντωτική κίνηση. Ελεύθερος. Γεωγραφικού μήκους. «Δονήσεις και κύματα». Αρμονικός. Δωρεάν δονήσεις. Τα κύματα είναι η διάδοση των δονήσεων στο χώρο με την πάροδο του χρόνου. Συμπλήρωσε: μαθήτρια της 11ης τάξης «A» Yulia Oleynikova. Αναγκαστικοί κραδασμοί. Κυματιστά. Μαθηματικό εκκρεμές.

Πίσω μπροστά

Προσοχή! Οι προεπισκοπήσεις διαφανειών είναι μόνο για ενημερωτικούς σκοπούς και ενδέχεται να μην αντιπροσωπεύουν όλα τα χαρακτηριστικά της παρουσίασης. Εάν ενδιαφέρεστε για αυτό το έργο, κατεβάστε την πλήρη έκδοση.

Στόχοι μαθήματος:

εκπαιδευτικός: εισάγετε τις έννοιες: «ηλεκτρομαγνητικές ταλαντώσεις», «ταλαντωτικό κύκλωμα». Δείξτε την καθολικότητα των βασικών νόμων των διεργασιών ταλάντωσης για ταλαντώσεις οποιασδήποτε φυσικής φύσης. Δείξτε ότι οι ταλαντώσεις σε ένα ιδανικό κύκλωμα είναι αρμονικές. αποκαλύπτουν τη φυσική σημασία των χαρακτηριστικών των δονήσεων.
ανάπτυξη: ανάπτυξη γνωστικών ενδιαφερόντων, πνευματικών και δημιουργικών ικανοτήτων στη διαδικασία απόκτησης γνώσεων και δεξιοτήτων στη φυσική χρησιμοποιώντας διάφορες πηγές πληροφοριών, συμπεριλαμβανομένων των σύγχρονων τεχνολογιών πληροφοριών. ανάπτυξη δεξιοτήτων για την αξιολόγηση της αξιοπιστίας των πληροφοριών της φυσικής επιστήμης·
εκπαιδευτικός: ενίσχυση της εμπιστοσύνης στη δυνατότητα γνώσης των νόμων της φύσης. χρησιμοποιώντας τα επιτεύγματα της φυσικής προς όφελος της ανάπτυξης του ανθρώπινου πολιτισμού· την ανάγκη συνεργασίας στη διαδικασία της από κοινού εκτέλεσης καθηκόντων, ετοιμότητα για ηθική και ηθική αξιολόγηση της χρήσης των επιστημονικών επιτευγμάτων και αίσθημα ευθύνης για την προστασία του περιβάλλοντος.

Κατά τη διάρκεια των μαθημάτων

Ι. Οργανωτική στιγμή.

Στο σημερινό μάθημα ξεκινάμε να μελετάμε ένα νέο κεφάλαιο του σχολικού βιβλίου και το θέμα του σημερινού μαθήματος είναι «Ηλεκτρομαγνητικές ταλαντώσεις. Ταλαντωτικό κύκλωμα."

II. Έλεγχος εργασιών για το σπίτι.

Ας ξεκινήσουμε το μάθημά μας ελέγχοντας την εργασία σας.

Διαφάνεια 2.Τεστ αξιολόγησης της ύλης και του μαθήματος της 10ης τάξης.

Σας ζητήθηκε να απαντήσετε σε ερωτήσεις σχετικά με το διάγραμμα που φαίνεται στο σχήμα.

1. Σε ποια θέση του κλειδιού SA2 θα αναβοσβήνει η λάμπα νέον όταν ανοίγει το κλειδί SA1;

2. Γιατί η λάμπα νέον δεν αναβοσβήνει όταν το κλειδί SA1 είναι κλειστό, ανεξάρτητα από τη θέση στην οποία βρίσκεται ο διακόπτης SA2;

Η δοκιμή πραγματοποιείται σε υπολογιστή. Ένας από τους μαθητές, εν τω μεταξύ, συναρμολογεί ένα διάγραμμα.

Απάντηση. Η λάμπα νέον αναβοσβήνει στη δεύτερη θέση του διακόπτη SA2: μετά το άνοιγμα του διακόπτη SA1, λόγω του φαινομένου της αυτοεπαγωγής, ένα ρεύμα που μειώνεται στο μηδέν ρέει στο πηνίο, ένα εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο διεγείρεται γύρω από το πηνίο, δημιουργώντας μια δίνη ηλεκτρικό πεδίο, το οποίο για μικρό χρονικό διάστημα διατηρεί την κίνηση των ηλεκτρονίων στο πηνίο. Ένα βραχυπρόθεσμο ρεύμα θα ρέει κατά μήκος του άνω τμήματος του κυκλώματος μέσω της δεύτερης διόδου (συνδέεται στην κατεύθυνση παροχής). Ως αποτέλεσμα της αυτοεπαγωγής στο πηνίο, όταν το κύκλωμα ανοίξει, θα εμφανιστεί μια διαφορά δυναμικού στα άκρα του (αυτοεπαγωγικό emf), επαρκής για να διατηρήσει μια εκκένωση αερίου στη λάμπα.

Όταν το κλειδί SA1 είναι κλειστό (το κλειδί SA2 βρίσκεται στη θέση 1), η τάση της πηγής συνεχούς ρεύματος δεν είναι αρκετή για να διατηρήσει την εκκένωση αερίου στη λάμπα, επομένως δεν ανάβει.

Ας ελέγξουμε αν οι υποθέσεις σας είναι σωστές. Το προτεινόμενο σχέδιο συναρμολογείται. Ας δούμε τι συμβαίνει σε μια λάμπα νέον όταν ο διακόπτης SA1 είναι κλειστός και ανοιχτός σε διαφορετικές θέσεις του διακόπτη SA2.

(Το τεστ καταρτίζεται στο πρόγραμμα MyTest. Η βαθμολογία εκχωρείται από το πρόγραμμα).

Αρχείο για την εκκίνηση του προγράμματος MyTest (βρίσκεται στο φάκελο με την παρουσίαση)

Δοκιμή. (Εκτελέστε το πρόγραμμα MyTest, ανοίξτε το αρχείο "Test", πατήστε το πλήκτρο F5 για να ξεκινήσει η δοκιμή)

III. Εκμάθηση νέου υλικού.

Διαφάνεια 3.Δήλωση του προβλήματος: Ας θυμηθούμε τι γνωρίζουμε για τους μηχανικούς κραδασμούς; (Η έννοια των ελεύθερων και εξαναγκασμένων ταλαντώσεων, αυτοταλαντώσεων, συντονισμού κ.λπ.) Ελεύθερες ταλαντώσεις μπορούν να συμβούν σε ηλεκτρικά κυκλώματα, καθώς και σε μηχανικά συστήματα, όπως ένα φορτίο σε ένα ελατήριο ή ένα εκκρεμές. Στο σημερινό μάθημα αρχίζουμε να μελετάμε τέτοια συστήματα. Το θέμα του σημερινού μαθήματος: «Ηλεκτρομαγνητικές ταλαντώσεις. Ταλαντωτικό κύκλωμα."

Στόχοι μαθήματος

Ας εισαγάγουμε τις έννοιες: «ηλεκτρομαγνητικές ταλαντώσεις», «ταλαντωτικό κύκλωμα».
θα δείξουμε την καθολικότητα των βασικών νόμων των ταλαντωτικών διεργασιών για ταλαντώσεις οποιασδήποτε φυσικής φύσης.
θα δείξουμε ότι οι ταλαντώσεις σε ένα ιδανικό κύκλωμα είναι αρμονικές.
Ας αποκαλύψουμε τη φυσική σημασία των χαρακτηριστικών των δονήσεων.

Ας θυμηθούμε πρώτα ποιες ιδιότητες πρέπει να έχει ένα σύστημα για να υπάρχουν ελεύθερες ταλαντώσεις σε αυτό.

(Στο σύστημα ταλάντωσης, θα πρέπει να προκύψει μια δύναμη επαναφοράς και η ενέργεια θα πρέπει να μετατραπεί από τον έναν τύπο στον άλλο· η τριβή στο σύστημα θα πρέπει να είναι αρκετά μικρή.)

Σε ηλεκτρικά κυκλώματα, καθώς και σε μηχανικά συστήματα, όπως ένα φορτίο σε ένα ελατήριο ή ένα εκκρεμές, μπορεί να εμφανιστούν ελεύθερες δονήσεις.

Ποιες ταλαντώσεις ονομάζονται ελεύθερες ταλαντώσεις; (ταλαντώσεις που συμβαίνουν σε ένα σύστημα αφού αφαιρεθεί από μια θέση ισορροπίας) Ποιες ταλαντώσεις ονομάζονται εξαναγκασμένες ταλαντώσεις; (ταλαντώσεις που συμβαίνουν υπό την επίδραση εξωτερικού EMF που μεταβάλλεται περιοδικά)

Οι περιοδικές ή σχεδόν περιοδικές αλλαγές στο φορτίο, το ρεύμα και την τάση ονομάζονται ηλεκτρομαγνητικές ταλαντώσεις.

Διαφάνεια 4.Αφού επινόησαν το βάζο Leyden και έμαθαν πώς να του μεταδίδουν μεγάλο φορτίο χρησιμοποιώντας μια ηλεκτροστατική μηχανή, άρχισαν να μελετούν την ηλεκτρική εκκένωση των βάζων. Κλείνοντας τις επενδύσεις ενός βάζου Leyden χρησιμοποιώντας ένα συρμάτινο πηνίο, ανακάλυψαν ότι οι ατσάλινες ακτίνες μέσα στο πηνίο μαγνητίστηκαν, αλλά ήταν αδύνατο να προβλεφθεί ποιο άκρο του πυρήνα του πηνίου θα ήταν ο βόρειος πόλος και ποιο άκρο θα ήταν ο νότιος πόλος . Σημαντικό ρόλο στη θεωρία των ηλεκτρομαγνητικών ταλαντώσεων έπαιξε ο Γερμανός επιστήμονας του 19ου αιώνα HELMHOLTZ Hermann Ludwig Ferdinand. Αποκαλείται ο πρώτος γιατρός μεταξύ των επιστημόνων και ο πρώτος επιστήμονας μεταξύ των γιατρών. Σπούδασε φυσική, μαθηματικά, φυσιολογία, ανατομία και ψυχολογία, επιτυγχάνοντας παγκόσμια αναγνώριση σε κάθε έναν από αυτούς τους τομείς. Εφιστώντας την προσοχή στην ταλαντωτική φύση της εκκένωσης του βάζου Leyden, το 1869 ο Helmholtz έδειξε ότι παρόμοιες ταλαντώσεις συμβαίνουν σε ένα επαγωγικό πηνίο συνδεδεμένο με έναν πυκνωτή (δηλαδή, ουσιαστικά, δημιούργησε ένα ταλαντευτικό κύκλωμα που αποτελείται από επαγωγή και χωρητικότητα). Αυτά τα πειράματα έπαιξαν σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη της θεωρίας του ηλεκτρομαγνητισμού.

Διαφάνεια 4.Συνήθως, οι ηλεκτρομαγνητικές δονήσεις συμβαίνουν σε πολύ υψηλή συχνότητα, που υπερβαίνει σημαντικά τη συχνότητα των μηχανικών δονήσεων. Επομένως, ένας ηλεκτρονικός παλμογράφος είναι πολύ βολικός για την παρατήρηση και τη μελέτη τους. (Επίδειξη της συσκευής. Η αρχή της λειτουργίας της σε κινούμενα σχέδια.)

Διαφάνεια 4.Επί του παρόντος, οι ηλεκτρονικοί παλμογράφοι έχουν αντικατασταθεί από ψηφιακούς. Θα μας μιλήσει για τις αρχές λειτουργίας τους...

Διαφάνεια 5.Κινούμενα σχέδια "παλμογράφος"

Διαφάνεια 6.Ας επιστρέψουμε όμως στις ηλεκτρομαγνητικές ταλαντώσεις. Το απλούστερο ηλεκτρικό σύστημα με δυνατότητα ελεύθερων ταλαντώσεων είναι ένα κύκλωμα σειράς RLC. Ταλαντωτικό κύκλωμα είναι ένα ηλεκτρικό κύκλωμα που αποτελείται από έναν εν σειρά συνδεδεμένο πυκνωτή με ηλεκτρική χωρητικότητα C, ένα πηνίο με αυτεπαγωγή L και ηλεκτρική αντίσταση R. Θα το ονομάσουμε κύκλωμα RLC σειράς.

Φυσικό πείραμα. Έχουμε ένα κύκλωμα, το διάγραμμα του οποίου φαίνεται στο σχήμα 1. Ας συνδέσουμε ένα γαλβανόμετρο στο πηνίο. Ας παρατηρήσουμε τη συμπεριφορά της βελόνας του γαλβανόμετρου μετά τη μετακίνηση του διακόπτη από τη θέση 1 στη θέση 2. Παρατηρείτε ότι η βελόνα αρχίζει να ταλαντώνεται, αλλά αυτές οι ταλαντώσεις σύντομα εξαφανίζονται. Όλα τα πραγματικά κυκλώματα περιέχουν ηλεκτρική αντίσταση R. Κατά τη διάρκεια κάθε περιόδου ταλάντωσης, μέρος της ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας που αποθηκεύεται στο κύκλωμα μετατρέπεται σε θερμότητα Joule και οι ταλαντώσεις αποσβένονται. Λαμβάνεται υπόψη ένα γράφημα απόσβεσης ταλαντώσεων.

Πώς συμβαίνουν οι ελεύθερες ταλαντώσεις σε ένα κύκλωμα ταλάντωσης;

Ας εξετάσουμε την περίπτωση που αντίσταση R=0 (μοντέλο ιδανικού ταλαντωτικού κυκλώματος). Ποιες διεργασίες συμβαίνουν στο ταλαντευόμενο κύκλωμα;

Διαφάνεια 7.Κινούμενα σχέδια "Ταλαντούμενο κύκλωμα".

Διαφάνεια 8.Ας προχωρήσουμε στην ποσοτική θεωρία των διεργασιών σε ένα κύκλωμα ταλάντωσης.

Εξετάστε ένα σειριακό κύκλωμα RLC. Όταν ο διακόπτης Κ βρίσκεται στη θέση 1, ο πυκνωτής φορτίζεται στην τάση . Μετά την αλλαγή του κλειδιού στη θέση 2, η διαδικασία εκφόρτισης του πυκνωτή ξεκινά μέσω της αντίστασης R και του επαγωγέα L. Υπό ορισμένες συνθήκες, αυτή η διαδικασία μπορεί να έχει ταλαντωτική φύση.

Ο νόμος του Ohm για ένα κλειστό κύκλωμα RLC που δεν περιέχει εξωτερική πηγή ρεύματος γράφεται ως

πού είναι η τάση στον πυκνωτή, q είναι το φορτίο του πυκνωτή, – ρεύμα στο κύκλωμα. Στη δεξιά πλευρά αυτής της σχέσης βρίσκεται το emf αυτοεπαγωγής του πηνίου. Εάν επιλέξουμε το φορτίο πυκνωτή q(t) ως μεταβλητή, τότε η εξίσωση που περιγράφει τις ελεύθερες ταλαντώσεις στο κύκλωμα RLC μπορεί να μειωθεί στην ακόλουθη μορφή:

Ας εξετάσουμε την περίπτωση όταν δεν υπάρχουν απώλειες ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας στο κύκλωμα (R = 0). Ας εισάγουμε τη σημειογραφία: . Επειτα

(*)

Η εξίσωση (*) είναι η βασική εξίσωση που περιγράφει τις ελεύθερες ταλαντώσεις σε ένα κύκλωμα LC (ιδανικό κύκλωμα ταλάντωσης) απουσία απόσβεσης. Στην εμφάνιση συμπίπτει ακριβώς με την εξίσωση των ελεύθερων ταλαντώσεων ενός φορτίου σε ένα ελατήριο ή νήμα απουσία δυνάμεων τριβής.

Καταγράψαμε αυτή την εξίσωση όταν μελετήσαμε το θέμα «Μηχανικές δονήσεις».

Ελλείψει απόσβεσης, οι ελεύθερες ταλαντώσεις σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα είναι αρμονικές, δηλαδή συμβαίνουν σύμφωνα με το νόμο

q(t) = q m cos( 0 t + 0).

Γιατί; (Δεδομένου ότι αυτή είναι η μόνη συνάρτηση, η δεύτερη παράγωγος της οποίας είναι ίση με την ίδια τη συνάρτηση. Επιπλέον, cos0 = 1, που σημαίνει q(0) = q m)

Το πλάτος των ταλαντώσεων φορτίου q m και η αρχική φάση 0 προσδιορίζονται από τις αρχικές συνθήκες, δηλαδή από τον τρόπο με τον οποίο το σύστημα βγήκε από την ισορροπία. Ειδικότερα, για τη διαδικασία ταλάντωσης που θα ξεκινήσει στο κύκλωμα που φαίνεται στο σχήμα 1, μετά τη μετάβαση του κλειδιού K στη θέση 2, q m = C, 0 = 0.

Τότε θα πάρει τη μορφή η εξίσωση των αρμονικών ταλαντώσεων του φορτίου για το κύκλωμά μας

q(t) = q m cos 0 t .

Το ρεύμα εκτελεί επίσης αρμονικές ταλαντώσεις:

Διαφάνεια 9.Πού είναι το πλάτος των διακυμάνσεων του ρεύματος. Οι τρέχουσες ταλαντώσεις είναι μπροστά από τις ταλαντώσεις φορτίου σε φάση.

Με τις ελεύθερες ταλαντώσεις, υπάρχει περιοδική μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας W e που αποθηκεύεται στον πυκνωτή στη μαγνητική ενέργεια W m του πηνίου και αντίστροφα. Εάν δεν υπάρχει απώλεια ενέργειας στο κύκλωμα ταλάντωσης, τότε η συνολική ηλεκτρομαγνητική ενέργεια του συστήματος παραμένει αμετάβλητη:

Διαφάνεια 9.Οι παράμετροι L και C του ταλαντωτικού κυκλώματος καθορίζουν μόνο τη φυσική συχνότητα των ελεύθερων ταλαντώσεων

Λαμβάνοντας υπόψη αυτό, παίρνουμε.

Διαφάνεια 9.Τύπος ονόμασε τον τύπο του Τόμσον, τον Άγγλο φυσικό Γουίλιαμ Τόμσον (Λόρδος Κέλβιν), ο οποίος τον εξήγαγε το 1853.

Προφανώς, η περίοδος των ηλεκτρομαγνητικών ταλαντώσεων εξαρτάται από την επαγωγή του πηνίου L και την χωρητικότητα του πυκνωτή C. Έχουμε ένα πηνίο, η επαγωγή του οποίου μπορεί να αυξηθεί χρησιμοποιώντας έναν πυρήνα σιδήρου και έναν μεταβλητό πυκνωτή. Ας θυμηθούμε πρώτα πώς μπορείτε να αλλάξετε την χωρητικότητα ενός τέτοιου πυκνωτή. Να σας υπενθυμίσω ότι πρόκειται για μάθημα 10ης τάξης.

Ένας μεταβλητός πυκνωτής αποτελείται από δύο σετ μεταλλικών πλακών. Όταν περιστρέφεται η λαβή, οι πλάκες του ενός σετ χωρούν στα κενά μεταξύ των πλακών του άλλου σετ. Σε αυτή την περίπτωση, η χωρητικότητα του πυκνωτή αλλάζει ανάλογα με την αλλαγή στην περιοχή του επικαλυπτόμενου τμήματος των πλακών. Εάν οι πλάκες συνδέονται παράλληλα, τότε αυξάνοντας την περιοχή των πλακών, θα αυξήσουμε την χωρητικότητα κάθε πυκνωτή, πράγμα που σημαίνει ότι θα αυξηθεί η χωρητικότητα ολόκληρης της συστοιχίας πυκνωτών. Όταν οι πυκνωτές συνδέονται σε σειρά σε μια μπαταρία, η αύξηση της χωρητικότητας κάθε πυκνωτή συνεπάγεται μείωση της χωρητικότητας της συστοιχίας πυκνωτών.

Ας δούμε πώς η περίοδος των ηλεκτρομαγνητικών ταλαντώσεων εξαρτάται από την χωρητικότητα του πυκνωτή C και την επαγωγή του πηνίου L.

Διαφάνεια 9.Κινούμενα σχέδια "Εξάρτηση της περιόδου των ηλεκτρομαγνητικών ταλαντώσεων στο L και C"

Διαφάνεια 10.Ας συγκρίνουμε τώρα τις ηλεκτρικές ταλαντώσεις και τις ταλαντώσεις ενός φορτίου σε ένα ελατήριο. Ανοίξτε τη σελίδα 85 του σχολικού βιβλίου, Εικόνα 4.5.

Το σχήμα δείχνει γραφήματα μεταβολών στο φορτίο q (t) του πυκνωτή και μετατόπιση x (t) του φορτίου από τη θέση ισορροπίας, καθώς και γραφήματα του ρεύματος I (t) και της ταχύτητας φορτίου v(t) για μία περίοδο Τ ταλαντώσεων.

Στα γραφεία σας υπάρχει ένας πίνακας που συμπληρώσαμε κατά τη μελέτη του θέματος «Μηχανικές δονήσεις». Παράρτημα 2.

Έχετε συμπληρώσει μια σειρά αυτού του πίνακα. Χρησιμοποιώντας την Εικόνα 2, παράγραφος 29 του σχολικού βιβλίου και την Εικόνα 4.5 στη σελίδα 85 του σχολικού βιβλίου, συμπληρώστε τις υπόλοιπες σειρές του πίνακα.

Πώς είναι παρόμοιες οι διαδικασίες των ελεύθερων ηλεκτρικών και μηχανικών δονήσεων; Ας δούμε το παρακάτω animation.

Διαφάνεια 11.Κινούμενα σχέδια "Αναλογία μεταξύ ηλεκτρικών και μηχανικών δονήσεων"

Οι λαμβανόμενες συγκρίσεις των ελεύθερων ταλαντώσεων ενός φορτίου σε ένα ελατήριο και των διεργασιών σε ένα ηλεκτρικό ταλαντούμενο κύκλωμα μας επιτρέπουν να βγάλουμε ένα συμπέρασμα σχετικά με την αναλογία μεταξύ ηλεκτρικών και μηχανικών μεγεθών.

Διαφάνεια 12.Αυτές οι αναλογίες παρουσιάζονται στον πίνακα. Παράρτημα 3.

Ο ίδιος πίνακας είναι διαθέσιμος στα γραφεία σας και στο σχολικό σας βιβλίο στη σελίδα 86.

Έτσι, εξετάσαμε το θεωρητικό μέρος. Σου ήταν όλα ξεκάθαρα; Ίσως κάποιος έχει ερωτήσεις;

Τώρα ας προχωρήσουμε στην επίλυση προβλημάτων.

IV. Λεπτό φυσικής αγωγής.

V. Εμπέδωση της μελετημένης ύλης.

Επίλυση προβλήματος:

προβλήματα 1, 2, προβλήματα του μέρους Α Αρ. 1, 6, 8 (προφορικά).
προβλήματα Νο. 957 (απάντηση 5,1 μΗ), Αρ. 958 (η απάντηση θα μειωθεί κατά 1,25 φορές) (στον πίνακα).
μέρος εργασίας Β (προφορικά).
εργασία Νο. 1 του μέρους Γ (στο ταμπλό).

Τα προβλήματα λαμβάνονται από τη συλλογή προβλημάτων για τις τάξεις 10-11 από τον Α.Π. Rymkevich και παραρτήματα 10. Παράρτημα 4.

VI. Αντανάκλαση.

Οι μαθητές συμπληρώνουν μια αντανακλαστική κάρτα.

VII. Συνοψίζοντας το μάθημα.

Επιτεύχθηκαν οι στόχοι του μαθήματος; Συνοψίζοντας το μάθημα. Αξιολόγηση μαθητή.

VIII. Εργασία για το σπίτι.

Παράγραφοι 27 – 30, Αρ. 959, 960, υπόλοιπες εργασίες από το Παράρτημα 10.

Βιβλιογραφία:

Μάθημα φυσικής πολυμέσων «Open Physics» έκδοση 2.6 που επιμελήθηκε ο καθηγητής MIPT S.M. Γίδα.
Βιβλίο προβλημάτων για τις τάξεις 10-11. Α.Π. Rymkevich, Μόσχα «Διαφωτισμός», 2012.
Η φυσικη. Εγχειρίδιο για την 11η τάξη των ιδρυμάτων γενικής εκπαίδευσης. G.Ya.Myakishev, B.B. Bukhovtsev, V.M. Charugin. Μόσχα "Διαφωτισμός", 2011.
Ηλεκτρονικό συμπλήρωμα στο σχολικό βιβλίο από τον G.Ya.Myakishev, B.B. Bukhovtseva, V.M. Charugina. Μόσχα "Διαφωτισμός", 2011.
Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή. Ποιοτικά (λογικά) προβλήματα. Προφίλ 11ης τάξης, φυσική και μαθηματικά. ΕΚ. Νοβίκοφ. Μόσχα "Chistye Prudy", 2007. Βιβλιοθήκη «Πρωτο Σεπτέμβρη». Σειρά "Φυσική". Τεύχος 1 (13).
http://pitf.ftf.nstu.ru/resources/walter-fendt/osccirc

ΥΣΤΕΡΟΓΡΑΦΟ.Εάν δεν είναι δυνατή η παροχή υπολογιστή σε κάθε μαθητή, τότε η εξέταση μπορεί να γίνει γραπτώς.

Υπάρχουν διακυμάνσεις

μηχανική, ηλεκτρομαγνητική, χημική, θερμοδυναμική

και διάφορα άλλα. Παρά αυτή την ποικιλομορφία, όλα έχουν πολλά κοινά.

Ένα μαγνητικό πεδίο

που παράγεται από ηλεκτρικό ρεύμα

το κύριο φυσικό χαρακτηριστικό είναι η μαγνητική επαγωγή

Ηλεκτρικό πεδίο

δημιουργεί με i charge

κύριο φυσικό χαρακτηριστικό -

δύναμη πεδίου

πρόκειται για περιοδικές ή σχεδόν περιοδικές αλλαγές q, τρέχουσα ισχύς Εγώκαι τάσης U .

Τύποι ταλαντευτικών

συστήματα

Μαθηματικός

εκκρεμές

Ανοιξη

εκκρεμές

Τύποι ταλαντευτικών

συστήματα

Μαθηματικός

εκκρεμές

Ανοιξη

εκκρεμές

Ταλαντευτικός

Κύκλωμα

Διάγραμμα λειτουργίας αμορτισέρ

Σχηματική αναπαράσταση τύπων ταλαντωτικών συστημάτων

Μαθηματικό εκκρεμές

Ανοιξιάτικο εκκρεμές

Αυτό είναι το απλούστερο σύστημα στο οποίο μπορούν να συμβούν ηλεκτρομαγνητικές ταλαντώσεις, που αποτελείται από έναν πυκνωτή και ένα πηνίο συνδεδεμένο με τις πλάκες του.

Σύμφωνα με τη φύση των διεργασιών που προκαλούν ταλαντευτικές κινήσεις

Τύποι ταλαντευτικών

κίνηση

Διαθέσιμος

Αναγκαστικά

Το ταλαντευόμενο σύστημα αφήνεται στην τύχη του, εμφανίζονται αποσβεσμένες ταλαντώσεις λόγω του αρχικού αποθέματος ενέργειας.

Οι ταλαντώσεις συμβαίνουν λόγω εξωτερικών, περιοδικά μεταβαλλόμενων δυνάμεων.

Οι ελεύθερες ταλαντώσεις είναι ταλαντώσεις σε ένα σύστημα που συμβαίνουν αφού απομακρυνθεί από την κατάσταση ισορροπίας.

Οι εξαναγκασμένες ταλαντώσεις ονομάζονται ταλαντώσεις σε ένα κύκλωμα υπό την επίδραση ενός εξωτερικού περιοδικού EMF.

Για να βγάλετε το σύστημα από την ισορροπία, είναι απαραίτητο να μεταδώσετε μια πρόσθετη φόρτιση στον πυκνωτή.

Προέλευση του EMF: τα ηλεκτρόνια που κινούνται μαζί με τους αγωγούς του πλαισίου επηρεάζονται από μια δύναμη από το μαγνητικό πεδίο, προκαλώντας αλλαγή στη μαγνητική ροή και, κατά συνέπεια, στο επαγόμενο EMF.