Файл: Otvety_po_fizike_2013_1.doc

45Й электрические колебания. Квазистационарные токи. Свободные незатухающие колебания в контуре без активного сопротивления. Формула томсона.

КВАЗИЦИОННЫЕ ТОКИ

Для постоянных токов справедливы законы Ома следующие из них правила Киркгофа. Для преиенных токов правила Киркгофа выполняются, если

токи изменяются медленно.Пусть l-длина эл. цепи. Электро сигнал распространяется со скоростью света(с). За время tau=l/c сигнал доходит до самой

удаленной точки цепи ( tau - время запаздывается). Сигнал изменяется медленно если период Т>>tau=l/c

ФОРМУЛА ТОМСОНА

T=2П *sqr(LC)

св.нез.кол.в.к.б.а.с.

R=o; W=(q^2)/2L + (LI^2)/2

при R=0; W=const и берем производные с обеих сторон

в рез-те вычислений ток опережает напряжение на фазу равную П/2

46Й свободные затухающие колебания.Частота затухающих колебаний.Коэффициент затухания.Логарифмический декремент затухания,добротность контура.

Затухающие колебания-колебания,амплитуда которых вследствие потерь энергии реальной колебательной системой с течением времени уменьшается.

Дифференциальное уравнение свободных затухающих колебаний: (d^2/dt)+2'sigma'(ds/dt)+Wo^2s=0; 'sigma'=const-коэф.затухания,Wo-циклическая частота.

Уравнение затухающего колебательного движения: x=A*e^-('sigma*t')*sin(Wt+ф),где 'sigma'[с^-1]-коэффициент затухания,

при этом 'sigma'=r/2m и W=sqr(Wo^2-'sigma'^2),где Wo-круговая частота собственных колебаний.

Промежуток времени 'tay'=1/'sigma',

в течении которого амплитуда затухающих колебаний уменьшается в "е" раз наз. временем релаксации.

Период затухания колебаний равен: T=2П/W=2П/sqr(Wo^2-'sitgma'^2). Если A(T) и А(t+T)-амплитуды 2 последовательных колебаний,то A(T)/A(t+T)=e^'sigma'T -наз.

декрементом затухания.'ljambda'=ln[A(t)/A(t+T)]=T/'tay'='sigma'*T=1/N-наз.логарифмическим декрементом.N-число колебаний,

совершаемых за время уменьшения амплитуды в е раз. Добротностью наз.величина,равная Q=П/'ljambda'=П/'sigma'To=Wo/2'sigma'.

47й ВЫНУЖДЕННЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ.ФАЗА ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ В ЦЕПИ С АКТИВНЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ,ЁМКОСТЬЮ,ИНДУКТИВНОСТЬЮ.

Колебания,возникающие под дейсивием внешней периодически изменяющейся внешней ЭДС,наз.вынужденными электромагнитными колебаниями.

Диф.ур-е: (d^2*s/dt^2)+2'sigma'*(ds/dt)+Wo^2*s=Xo*cosWt

48й ВЫНУЖДЕННЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ.ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ R,L,C. ВЕККТОРНАЯ ДИАГРАММА, ИМПЕДАНС ЦЕПИ. МОЩНОСТЬ ВЫДЕЛЯЕМАЯ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА,

Коэффициент мощности.

J=J"m" * cos(Wt-fi)

U"m"^2 = (U"l"-U"c")^2 + U"R"^2 = J"m"^2 * (Wl - 1/Wc) + J"m"^2 * R = J"m"^2 [(WL-1/WC) + R^2];

J"m"= U"m"/ sqr(R^2 + (WL - 1/WC)^2) = U"m"/z

z= sqr(R^2 + (WL - 1/WC)^2) - полное сопротивление цепи(импеданс)

P = Jэфект. * Uэфект. * cos(fi) ; cos(fi) - коэф. мощности.

cos(fi) = R/Z

49й ВЫНУЖДЕННЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ R,L,C. ВЕККТОРНАЯ ДИАГРАММА, ИМПЕДАНС ЦЕПИ. МОЩНОСТЬ ВЫДЕЛЯЕМАЯ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА,

Коэффициент мощности.

J=J"m" * cos(Wt-fi)

U"m"^2 = (U"l"-U"c")^2 + U"R"^2 = J"m"^2 * (Wl - 1/Wc) + J"m"^2 * R = J"m"^2 [(WL-1/WC) + R^2];

J"m"= U"m"/ sqr(R^2 + (WL - 1/WC)^2) = U"m"/z

z= sqr(R^2 + (WL - 1/WC)^2) - полное сопротивление цепи(импеданс)

P = Jэфект. * Uэфект. * cos(fi) ; cos(fi) - коэф. мощности.

cos(fi) = R/Z

51й ВОЛНЫ В УПРУГОЙ СРЕДЕ, ПРОДОЛЬНЫЕ И ПОПЕРЕЧНЫЕ ВОЛНЫ.

Процесс распространения колебаний в сплошной среде,периодиеский во времени и пространстве наз.волной.Упругими волнами наз.механические возмущения,

распространяющиеся в упругой среде.Упругие волны бывают продольные и поперечные.В продольных волнах частицы среды колеблются в направлени

распространения волны,в поперечных-в плоскостях перпендикулярных направлению распространения волны.{Кстати,упругая волна наз.синусоидальной(гармонической),

если соответсвующие её колебания частиц среды являются гармоническими}. Упругие волны малой интенсивности наз-ся звуковыми или

аккустическими волнами. человек слышит 16Гц(инфразвук) <"ню"< 20000Гц(ультразвук) "ню">10^9 - гиперзвук...

Упругие волны возникают везде т.к. они связаны с объемной деформацией. Поперечные волны связаны с деформацией форм и возникают только в тв. телах

(упругие среды).

52Й уравнение волны, волновая поверхность. Плоская и сферические волны, гармонические волны.

Векторные или скалярные уравнения, описывающие параметры среды в зависимости от координат и времени, при прохождении в этой среде упругой

волны, наз-ся уравнением волны. Фронтом волны наз-ся геометрицеское место точек, для кот-го данный момент времени t доходит волна. Волновой поверхностью

наз-ся геометрическое место точек, колеблющихся в одинаковой фазе. По виду волновой поверхности различают плоские, сферические итд.

Пусть плоская волна направлена по оси ОХ. тогда уравнение имеет вид. S(x,t) = f(t-x/V), где tau = x/V - время запаздывания.

k=2п/lyambda = 2П/VT = W/V - волновое число.

53Й энергия упругой волны. Плотность энергии, плотность потока энергии, интенсивность.

x=A*cos(Wt-kx+a); полная энергия 'delta'W='delta'W'k'+'delta'W'n'; 'delta'W'k'=('delta'm*V^2)/2; W'пот'=(E*эпсилон.^2)*'delta'V/2;

Wоб.='delta'W/'delta'V=ро*A^2*W^2*cos^2(Wt-kx+a)-объёмное плотность энергии(Дж/м^3); j=Wоб.*V-скорость распространения волны.

Среднее по времемни значение плотности потока энергии,наз.интенсивностью. |<j>|=<Wоб.>*V=(ро*A^2*W^2)*V/2

54Й эФфект доплера для звуковых волн.

Изменение частоты сигнала, воспринимаемое приемником при относительном движении приемника и источника волн, наз-ся эффектом Доплера.

ню=ню"o"*[(1+(V"2"/V)*cosV"2"/(1-(V"2"/V)*cosV"1"]; Если скорость направлена вдоль прямой: ню=ню"0"*[1(+-)V2/V]/[1(-+)V2/V]

55Й плоская электромагнитная волна,её свойства.

Плоская волна-процесс периодический в плоскости и прострастве.(Система):{ E(вектор)=E"0"cos(Wt-kx+a1) и H(вектор)=H"0"cos(Wt-kx+a2)}

Св-ва: 1) Электромагнитная волна является поперечной,т.е. ,

колебания Е(вектор) и H(вектор) происходит в плоскости перпендикулярной направлению распространения. 2) E(вектор),H(вектор),k(вектор)-

образует правую тройку. 3) Если сре да нейтральная(ро=0,j=0),значит,a1=a2,то есть фазы колебания векторов E(вектор) и H(вектор) совпадают.

4) Амплитуды значений связаны: E"0"sqr(эпселон*эпселон"0")=H"0"sqr(мю*мю"0")

кси(эпселон карявая)(x,t)=AcosW(t-x/V)-уравнение плоской волны.

56Й энергия электромагнитных волн.Вектор пойнтинга.Интенсивность света.

Энергия электромагнитной волны складывается из энергии электрического и магнитного полей.

W=Wэл.+Wмагн.=(эпселон*эпселон"0"*E^2)/2+(мю*мю"0"H^2)/2; S(вектор)=[E(вектор)*H(вектор)]-плотность потока энергии,это вектор Пойтинга.

Модули среднего значения плотности потока энергии наз.интенсивностью электромагнитной волны.