Від чого і як залежить період власних коливань в коливальному контурі?
Коливальний контур є одного з елементів радіоелектронних схем, до складу якого входять конденсатор і котушка індуктивності. Приєднавши джерело струму до контуру, ми моментально створюємо в ньому вільні електромагнітні коливання.
З фізики ми знаємо, що коливальний контур – це електричне коло, що складається з конденсатора і котушки індуктивності. Коли в такому колі виникає електричний струм, енергія накопичується в конденсаторі у вигляді електричного поля і в котушці індуктивності у вигляді магнітного поля. Ця енергія постійно переходить з одного виду в інший, і цей процес триває доти, доки не зникнуть втрати енергії в колі.
Період власних коливань в коливальному контурі – це час, протягом якого відбувається один повний цикл коливань, тобто повна зміна електричного поля в конденсаторі і магнітного поля в котушці індуктивності.
Фактори, що впливають на період власних коливань
Період власних коливань в коливальному контурі залежить від наступних факторів:
- Ємність конденсатора.
- Індуктивність котушки.
- Опір контуру.
Ємність конденсатора – це здатність конденсатора накопичувати електричний заряд. Чим більша ємність конденсатора, тим більше електричного заряду він може накопичити, і тим довший період власних коливань в коливальному контурі.
Індуктивність котушки – це здатність котушки індуктивності накопичувати магнітну енергію. Чим більша індуктивність котушки, тим більше магнітної енергії вона може накопичити, і тим довший період власних коливань в коливальному контурі.
Опір контуру – це опір котушки індуктивності і конденсатора електричному струму. Чим більший опір контуру, тим швидше згасають власні коливання в ньому.
Розрахунок періоду власних коливань
Період власних коливань в коливальному контурі можна розрахувати за формулою:
T = 2π√LC
де:
- T – період власних коливань в секундах;
- L – індуктивність котушки в генрі;
- C – ємність конденсатора в фарадах.
Приклади
Розглянемо два приклади коливальних контурів.
- Коли в коливальному контурі є конденсатор ємністю 1 мкФ і котушка індуктивністю 1 мГн, то період власних коливань становитиме:
T = 2π√LC = 2π√(10^-6 Гн * 10^-6 Ф) = 6,2832 * 10^-6 с
- Коли в коливальному контурі є конденсатор ємністю 10 мкФ і котушка індуктивністю 100 мГн, то період власних коливань становитиме:
T = 2π√LC = 2π√(100 * 10^-3 Гн * 10 * 10^-6 Ф) = 0,02 с
Запитання, що часто задаються
- Що таке період власних коливань в коливальному контурі?
- Від яких факторів залежить період власних коливань в коливальному контурі?
- Як розрахувати період власних коливань в коливальному контурі?
- Наведіть приклади коливальних контурів з різними періодами власних коливань.
- Як можна змінити період власних коливань в коливальному контурі?
