Консультация № 198712
25.05.2020, 05:53
0.00 руб.
0 4 1
Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе:

Рассчитать частоту собственных свободных колебаний ω0 и период T в колебательном контуре.
Записать уравнение свободных электромагнитных колебаний заряда и его решение.
Рассчитать частоту затухающих колебаний ωз, период T, коэффициент затухания.
Записать уравнение и решение затухающих колебаний.
L=100*10^-3Гн
С=60*10^-6Ф
q0=6*10^-6 Кл
R=70 Ом

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
26.05.2020, 14:08
общий
это ответ
Здравствуйте, Юлия 125!
Условие: Индуктивность контура : L=0,1 Гн , ёмкость контура С = 60·10-6 Ф,
Начальный заряд конденсатора: q0 = 6*10-6 Кл , сопротивление R=70 Ом.
ЗадачаN1 : Рассчитать частоту собственных свободных колебаний [$969$]0 и период T.
Записать уравнение свободных электромагнитных колебаний заряда и его решение.

ЗадачаN2 : Рассчитать частоту затухающих колебаний [$969$]З, период T, и коэффициент затухания.
Записать уравнение и решение затухающих колебаний.

Решение : Для первой задачи полагаем, будто идеальный колебательный контур (без потерь) состоит из 2х элементов L и C .
По формуле Томсона находим угловую частоту собственных свободных колебаний:
[$969$]0 = 1 / [$8730$](L·C) = 1 / [$8730$](0,1·60·10-6) = 408 рад/с.
Период T0 = 2·[$960$] / [$969$]0 = 0,0154 с = 15,4 мс.
Чтоб выполнить пункт "Записать уравнение свободных электромагнитных колебаний заряда и его решение" надо видеть "методичку" Вашего учебного заведения, потому что уравнений для колебательного контура придумали много, и которое из них хотят увидеть Ваши преподаватели - я не знаю. Выбираю дифференциальное уравнение гармонических колебаний наугад из приличной учебной статьи "Электромагнитные колебания. ЕГЭ" Ссылка1 :
q''(t) + [$969$]02·q(t) = 0
Его решение : q(t) = q0·cos([$969$]0·t)
Поскольку заряд конденсатора q0 связан с его ёмкостью C и напряжением U0 = q0 / C = 0,1 В
то показываю второе решение для напряжения на конденсаторе : U(t) = U0·cos([$969$]0·t)
Третье решение для тока : I(t) = -I0·sin([$969$]0·t) , где I0 = q0·[$969$]0 = 2,45 мА

Для решения второй задачи добавляем в контур сопротивление R .
Частота собственных свободных колебаний остаётся прежней [$969$]0 = 408 рад/с (при тех же значениях L и C).
Вычисляем Коэффициент затухания [$946$] = R / (2·L) = 70 / (2·0,1) = 350 рад/с.
Частота затухающих колебаний [$969$]З = [$8730$]([$969$]02 - [$946$]2) = 210 рад/с.
Период затухающих колебаний TЗ = 2·[$960$] / [$969$]З = 0,0299 с = 30 мс.

Уравнение затухающих колебаний : q''(t) + 2·[$946$]·q(t) + [$969$]02·q(t) = 0
(взято из статьи "Свободные затухающие электрические колебания" Ссылка2 )
Его решение : q(t) = q0·e-[$946$]·t ·cos([$969$]З·t)

Ответ : [$969$]0 = 408 рад/с, T0 = 15,4 мс, [$969$]З = 210 рад/с, TЗ = 30 мс, [$946$] = 350 рад/с.

Решения похожих задач: rfpro.ru/question/198101 , rfpro.ru/question/198010
5
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
26.05.2020, 14:21
общий
Адресаты:
Я исправил описку в 3й снизу строке Ответа.
давно
Посетитель
404107
6
27.05.2020, 04:57
общий
Адресаты:
Спасибо вам огромное за решение!
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
27.05.2020, 05:33
общий
Адресаты:
Наздоровье! Хорошо, что Вы помните "Волшебные слова". Многие эксперты перестали отвечать на вопросы изза неполучения простого "Спасибо". А просители не понимают, почему на их вопросы не отвечают.
Форма ответа