Файл: Контрольная работа по дисциплине Электромагнитные поля и волны до 2025. 09 (пнипу).docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 28.04.2024

Просмотров: 30

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Вариант 9

Исходные данные: sin (закон); Umax=100 B; L=0,04Гн; С=10-6 Ф.

Найти:

  1. Циклическую частоту, собственную частоту, период, длину волны;

  2. Записать закон изменения напряжения u(t) на обкладках конденсатора и построить график за один период;

  3. Найти максимальное значение заряда на обкладках конденсатора, записать закон изменения заряда со временим q(t) на обкладках конденсатора и построить график за один период;

  4. Найти максимальную силу тока Imax, записать закон изменения силы тока со временим i(t) и построить график за один период;

  5. Найти максимальную электрическую энергию, записать закон изменения электрической энергии со временим и построить график за один период;

  6. Найти максимальную магнитную энергию, записать закон изменения магнитной энергии со временим и построить график за один период.

Вариант 10

Исходные данные: cos (закон); qmax=100 мкКл; С=1 мкФ; L=4 Гн.

Найти:

  1. Собственную частоту, циклическую частоту, период, длину волны;

  2. Записать закон изменения заряда со временим q(t) на обкладках конденсатора и построить график за один период;

  3. Найти максимальное напряжение Umax на обкладках конденсатора, записать закон изменения напряжения u(t) на обкладках конденсатора и построить график за один период;

  4. Найти максимальную силу тока Imax, записать закон изменения силы тока со временим i(t) и построить график за один период;

  5. Найти максимальную электрическую энергию, записать закон изменения электрической энергии со временим и построить график за один период;

  6. Найти максимальную магнитную энергию, записать закон изменения магнитной энергии со временим и построить график за один период.


1.

Период колебаний находим по формуле



Циклическая частота связана с периодом соотношением


 













ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ

 

ЗАДАЧА №14.7

 

Уравнение изменения со временем разности потенциалов на обкладках конденсатора в колебательном контуре имеет вид U = 50cos 104πt В.

Емкость конденсатора С = 0,1 мкФ.

Найти период T колебаний,

индуктивность L контура,

закон изменения со временем t тока I в цепи

и длину волны λ, соответствующую этому контуру.

 

 

Дано:

 

U = 50cos 104πt В

С = 0,1 мкФ =

= 0,1?10-6 Ф

L = 1,015 Гн

q = 2,5 мкКл = 2,5·10-6 Кл

t = T/8, T/4 и T/2

T - L - ? I = f(t) - ? λ - ?




 

Решение:

 

Закон изменения напряжения на обкладках конденсатора



Амплитуда напряжения



 

 

Период колебаний находим по формуле

Циклическая частота связана с периодом соотношением


 

Уравнение колебания напряжения запишется в виде



Тогда период колебаний



Индуктивность катушки



 

 

Амплитуда заряда на обкладках конденсатора



Аналогично можно записать уравнение изменения заряда на обкладках конденсатора



Ток в контуре – первая производная от заряда по времени



 

 

Длина волны, создаваемая конгтуром



 

Ответ: 






ЗАДАЧА №14.6

 

Для колебательного контура предыдущей задачи написать уравнение

(с числовыми коэффициентами) изменения со временем t энергии

электрического поля Wэл, энергии магнитного поля Wм и полной энергии поля W.

Найти энергию электрического поля, энергию магнитного поля и полную энергию поля

в моменты времени Т/8, Т/4 и Т/2. Построить графики этих зависимостей

в пределах одного периода.

 

 

Дано:

 

С = 25 нФ =

= 25?10-9 Ф

L = 1,015 Гн

q = 2,5 мкКл = 2,5·10-6 Кл

t = T/8, T/4 и T/2

Wэл = f(t) - ? Wмf(t) - ? W = f(t) - ? Wэл - ? Wм - ? W - ?




 

Решение:

 

Энергия электрического поля на обкладках конденсатора



 

Энергия магнитного поля в катушке индуктивности



Полная энергия в контуре



Закон изменения напряжения на обкладках конденсатора



Амплитуда напряжения



Период колебаний находим по формуле Томсона



Циклическая частота связана с периодом соотношением



Уравнение колебания напряжения запишется в виде



 

Аналогично можно записать уравнение изменения заряда на обкладках конденсатора



Ток в контуре – первая производная от заряда по времени



Тогда



 





 

 

 

 



 













ЗАДАЧА №14.10

 

Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью С = 7 мкФ и катушки с индуктивностью L = 0,23 Гн и сопротивлением R = 40 Ом. Обкладки конденсатора имеют заряд q = 0,56 мКл. Найти период T колебаний контура и логарифмический декремент затухания χ колебаний. Написать уравнение изменения со временем t разности потенциалов U на обкладках конденсатора. Найти разность потенциалов в моменты времени, равные: T/2, Т, 3T/2 и 2T. Построить график U = f (t) в пределах двух периодов.

 

 

Дано:

 

С = 7 мкФ = 7?10-6 Ф

L = 0,23 Гн

R = 40 Ом

q = 0,56 мКл =0,56 ?10-3 Кл

t = T/2, T, 3T/2 и 2Т

T - ? χ -? U = f(t) - ? график U = f (t) - ?




 

Решение:

 

 

Закон изменения напряжения на обкладках конденсатора



Амплитуда напряжения



 

Коэффициент затухания



 

Собственная циклическая частота



 

 

Период затухающих колебаний



 

 

Логарифмический декремент затухания



Уравнение колебания напряжения запишется в виде



 

 



 

 

 

 

В случае, если изменение напряжения описывать по закону косинуса, то








 

 



Вариант 11

Исходные данные: sin (закон); Umax=500 B; L=10 мГн; С=400 пФ.

Найти:

        1. Циклическую частоту, собственную частоту, период, длину волны;

        2. Записать закон изменения напряжения u(t) на обкладках конденсатора и построить график за один период;

        3. Найти максимальное значение заряда на обкладках конденсатора, записать закон изменения заряда со временим q(t) на обкладках конденсатора и построить график за один период;

        4. Найти максимальную силу тока Imax, записать закон изменения силы тока со временим i(t) и построить график за один период;

        5. Найти максимальную электрическую энергию, записать закон изменения электрической энергии со временим и построить график за один период;

        6. Найти максимальную магнитную энергию, записать закон изменения магнитной энергии со временим и построить график за один период.


Вариант 12

Исходные данные: ν=5 MГц; sin (закон); Umax=100 B; С=1 мкФ.

Найти:

  1. Циклическую частоту, период, длину волны;

  2. Индуктивность контура;

  3. Записать закон изменения напряжения u(t) на обкладках конденсатора и построить график за один период;

  4. Найти максимальное значение заряда на обкладках конденсатора, записать закон изменения заряда со временим q(t) на обкладках конденсатора и построить график за один период;

  5. Найти максимальную силу тока Imax, записать закон изменения силы тока со временим i(t) и построить график за один период;

  6. Найти максимальную электрическую энергию, записать закон изменения электрической энергии со временим и построить график за один период;

  7. Найти максимальную магнитную энергию, записать закон изменения магнитной энергии со временим и построить график за один период.