Консультация № 144882
24.09.2008, 14:37
0.00 руб.
0 1 1
Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью C=2,22*10^-9 ( 10 в -9 степени)Ф и катушки, намотанной из медной проволоки диамером d пр=0.5мм.Длина катушки L=20 см. Найти логарифмический декремент затухания колебаний.


заранее спасибо за ответ.

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
27822
2370
29.09.2008, 08:09
общий
это ответ
Здравствуйте, Кристиан Сергеевич Гендаль!
Задачка не такая уж простая, как на вид кажется. Пришлось-таки покопаться. Через Гугль по слову «декремент» нашёл такое: «Можно показать, что если затухание мало, то логарифмический декремент затухания λ колебательного контура связан с параметрами контура соотношением: λ = λ*R*√(C/L) (1). (См. здесь). Здесь R - «омическое» сопротивление катушки, C - ёмкость конденсатора, L - индуктивность катушки. Для индуктивности катушки, в свою очередь, этим же способом нашёл: L = µ0*N2*S/lк (2), где µ0 = 4*π*10-7 гн/м (3) - магнитная проницаемость вакуума, N - число витков катушки, S - площадь поперечного сечения катушки, lк - длина катушки. Теперь хватит искать, будем думать. Обозначим через Dк диаметр каркаса, на который катушка намотана (принимая по умолчанию, что он круглый - а другой нет смысла делать),. Из геометрии: S = π*Dк2/4 (4); а это надо тоже помнить: сопротивление провода R = ρ*lп/q (5), где ρ - удельное сопротивление материала провода (у меди ρ = 1.75*10-8 ом*м в системе единиц СИ - давно найдено не то в Википедии, не то ещё где-то), lп - длина провода, q - площадь поперечного сечения проволоки; q = π*dпр2/4 (6), где dпр = 0.5 мм = 5*10-4 м - диаметр проволоки. Длина 1-го витка lв, ес-сно lв = π*Dк (7), а общая всех витков lп = N*π*Dк (8). Подставив (8) и (6) в (5), после сокращения на π получаем: R = 4*ρ*N* Dк/(dпр2) (9), а введя обозначение: ν = (4*π)/µ0 = 107 м/гн (10), из (2) и (3) после сокращения на 4 аналогично: L = (π*N*Dк)2/(ν*lк) (11). Видоизменив (1): λ = π*R*√(C)/√(L) (12) и подставив значение L из (11), имеем: √(L) = (π*N*Dк)/√(ν*lк), тогда λ = π*R*√(C*ν*lк)/(π*N*Dк) = R*√(C*ν*lк)/(N*Dк) (13), а с учётом (9): λ = π*4*ρ*√(C*ν*lк)/(dпр2) (14). Подстановка всех значений в единицах системы СИ (ёмкости конденсатора в фарадах, а длины катушки и диаметра проволоки в метрах) и вычисление даёт λ = 0.059.
Примечание: видимо, кто-то когда-то вывел ф-лу (14), и ему очень понравилось, что λ не зависит от N и D[sub]к[/sub]; другого же применения, кроме как вставить в задачу, этой ф-ле не нашлось (иначе она была бы широко известна в готовом виде). PS: если будут какие-то трудности с чтением обозначений, сообщите через форум или в личку, перешлю Вордовский документ.
Форма ответа