Колебательный контур. Превращение энергии при электромагнитных колебаниях. Аналогия между механическими и электромагнитными колебаниями

Цель урока: сформировать представление как в колебательном контуре энергия электрического поля периодически превращается в энергию магнитного поля; рассмотреть сходство между механическими и электромагнитными колебаниями.

Ход урока

1. Проверка домашнего задания методом фронтального опроса.

— Почему электромагнитные колебания были открыты случайно?

— Как можно наблюдать электромагнитные колебания?

— Изменение, каких величин называют электромагнитными колебаниями?

-Как получают свободные электромагнитные колебания?

-Как получают вынужденные электромагнитные колебания?

-Какие колебания нашли большее практическое применение?

2. Изучение нового материала

Колебательный контур — простейшая система, где могут возникать электромагнитные колебания. Состоит из конденсатора и катушки, присоединенной к обкладкамконденсатора.

Почему же в контуре возникают колебания? Если зарядить конденсатор, сообщив ему энергию : Wp= qm2/2C; qm – заряд конденсатора; С – его электроемкость; между обкладками появится

напряжение Um Замкнем ключ на катушку и конденсатор будет разряжаться, а в цепи появится электрический ток. Ток плавно (из – за явления

самоиндукции) достигнет максимального значения. Как только появился ток, возникает переменное магнитное поле, которое в свою очередь, создает вихревое электрическое поле в проводниках. Препятствует быстрому нарастанию тока, именно, вихревое электрическое поле.

При разрядке конденсатора энергия электрического поля уменьшается, но одновременно растет энергия магнитного поля тока, которая вычисляется по формуле: Wм= L i2/2; где I – сила переменного тока; L — индуктивность катушки QUOTE Полная энергия электромагнитного поля равна: W = QUOTE + QUOTE

Когда конденсатор полностью разрядится, то WЭЛ=0. На основании закона сохранения энергии, в это время WМАГ=max и I = max.

К этому моменту U = 0; но прекращению электрического тока препятствует самоиндукция, вихревое электрическое поле поддерживает ток.

Пока сила тока, постепенно уменьшаясь, не станет равной нулю, конденсатор будет перезаряжаться. Если бы в цепи не было сопротивления, то процесс продолжался бы соль угодно долго. Колебания были бы незатухающими !

Полная энергия контура была бы всегда максимальной: W = QUOTE + QUOTE = qm2/2C = L Im2/2.

В действительности потери энергии происходят всегда, поэтому постепенно энергия электрического поля конденсатора перейдет во внутреннюю энергию проводников.

Аналогия между механическими и электромагнитными колебаниями.

Механические колебания, например, колебания математического маятника похожи на электромагнитные колебания в контуре. Сходство относится к процессам периодического изменения разных величин.

Используя плакат с рисунками объяснить аналогию двух видов колебаний, имеющих разную

физическую природу.

Начертить таблицу соответствий электрических величин механическим величинам.

Электрическая величина

Механическая величина

Заряд q

Координата Х

Сила тока i

Скорость VX

Индуктивность L

Масса m

Величина обратная емкости 1/С

Жесткость пружины k

Энергия электрического поля q2/2C

Потенциальная энергия k X2/2

Энергия магнитного поля L i2/2

Кинетическая энергия mVX2/2

Закрепление изученного материала

1. В какой системе возникают электромагнитные колебания?

2. Как осуществляется превращение энергий в контуре?

3. Записать формулу энергии в любой момент времени.

4. Объяснить аналогию между механическими и электромагнитными колебаниями.

Подведем итоги урока

Домашнее задание: § 28, 29. Упр. 4 № 2.



1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (1 votes, average: 5,00 out of 5)
Загрузка...

сочинение на тему любви куприна
Колебательный контур. Превращение энергии при электромагнитных колебаниях. Аналогия между механическими и электромагнитными колебаниями