Электромагнитные колебания

§ Полная энергия колебательного контура
Полная энергия (W) электромагнитного поля контура равна сумме энергий магнитного и электрического полей.
;
(при i=0);
(при q=0),
где L — индуктивность катушки; i — сила переменного тока; I_m — максимальная сила тока; q — переменный заряд конденсатора; q_m — максимальный заряд конденсатора; С — электроёмкость конденсатора.
СИ: Дж

§ Собственная частота колебательной системы
Собственная чистота колебательной системы (ω ₀) зависит только от электроёмкости (С) и индуктивности (L) самой системы.

СИ: рад/с

§ Период свободных колебаний в контуре
Период свободных колебаний в контуре (T) пропорционален электроёмкости (C) и индуктивности (L) самого контура (формула Томсона).

СИ: с

§ Фаза гармонических колебаний
Фаза гармонических колебаний (φ) — величина, стоящая под знаком синуса (или косинуса) в уравнении колебаний, и определяющая состояние колебательной системы в любой момент времени (t).

,
где ω ₀ – собственная частота колебательной системы; T – период свободных колебаний в контуре
СИ: рад

§ Поток магнитной индукции в цепи переменного тока
Поток магнитной индукции (Ф), пронизывающий проволочную рамку площадью (S), вращающуюся со скоростью (ω) в постоянном однородном магнитном поле с вектором магнитной индукции (В), в произвольный момент времени (t) равен:
Ф=
СИ: Вб

§ ЭДС индукции в цепи переменного тока
ЭДС индукции (е) равна производной от магнитного потока (Ф).
e = — Ф’
e = —
СИ: В

§ Напряжение в цепи переменного тока
В цепи переменного тока вынужденные электрические колебания происходят под действием напряжения (U), меняющегося во времени (t) с частотой (ω) по синусоидальному или косинусоидальному закону относительно амплитуды напряжений (U_m).


СИ: В

§ Сила тока в цепи переменного тока
Колебания силы тока (i) в любой момент времени (t) в общем случае не совпадают с колебаниями напряжения на разность (сдвиг) фаз (φ _c) и определяются по формуле:

СИ: А

§ Цепи переменного тока с активным сопротивлением
В цепи переменного тока с активным сопротивлением (R):
1) колебания напряжения (u): ;
2) колебания силы тока (i) совпадают с колебаниями напряжения (u): ;
3) амплитуда сила тока (I_m): ;
4) мгновенная мощность (р) на участке с сопротивлением R: ;
5) средняя мощность () цепи: ;
6) действующее значение силы тока (I): ;
7) действующее значение напряжения (U): ;
8) мощность переменного тока (Р):
СИ: В, А, Вт

§ Цепи переменного тока с конденсатором
В цепи переменного тока с конденсатором емкостью (C):
1) колебания силы тока (i) опережают колебания напряжения (u) на конденсаторе на π /2: ;
2) амплитуда силы тока (I_m): ;
3) ёмкостное сопротивление (X_C): ;
4) действующее значение силы тока (I): ;
5) действующее значение напряжения (U):
СИ: А, Ом, В

§ Цепи переменного тока с катушкой индуктивности
В цепи переменного тока с катушкой индуктивностью (L):
1) колебания силы тока (i) отстают от колебаний напряжений (u) на конденсаторе на π /2: ;
2) амплитуда силы тока (I_m): ;
3) индуктивное сопротивление (X_L): ;
4) действующее значение силы тока (I): ;
5) действующее значение напряжения (U):
СИ: А, Ом, В

§ Общее сопротивление цепи переменного тока
Общее сопротивление (Z) цепи переменного тока, содержащей активное сопротивление (R), ёмкостное сопротивление (X_C) и индуктивное сопротивление (X_L), равно:
СИ: Ом

§ Сдвиг фаз в цепи переменного тока
Сдвиг фаз (φ) в цепи переменного тока определяется активным (R), индуктивным (X_L) и ёмкостным (Х_C) сопротивлениями цепи.

СИ: рад

§ Резонанс в колебательном контуре
Резонанс в электрическом колебательном контуре — явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний силы тока при совпадении частоты (ω) внешнего переменного напряжения с собственной частотой (ω ₀) колебательного контура.

СИ: с^-1

§ Коэффициент трансформации
Коэффициентом трансформации (К) называют величину, численно равную отношению напряжений на первичной (U₁) и вторичной (U₂) обмотках трансформации, либо отношению числа витков на первичной (N₁) и вторичной (N₂) обмотках.

§ Правило трансформаций
Повышая во вторичной обмотке трансформатора напряжение (U₂) в несколько раз, мы во столько же раз уменьшаем в ней силу тока (I₂) (и наоборот).

§ КПД трансформатора
Коэффициент полезного действия (КПД) трансформатора равен отношению мощности тока во вторичной обмотке (Р₂) к мощности тока в первичной обмотке (Р₁).


СИ: %