Задание 28. К колебательному контуру подсоединили источник тока, на клеммах которого напряжение гармонически меняется с частотой v.
Емкость C конденсатора колебательного контура можно плавно менять от максимального значения Cmax до минимального Cmin, а индуктивность его катушки постоянна.
Ученик постепенно уменьшал емкость конденсатора от максимального значения до минимального и обнаружил, что амплитуда силы тока в контуре все время возрастала. Опираясь на свои знания по электродинамике, объясните наблюдения ученика.
Решение.
В описанном опыте колебания в контуре являются вынужденными, они совершаются с частотой v, задаваемой источником тока. Амплитуда вынужденных колебаний тока зависит от частоты колебаний (резонансная кривая), достигая максимального значения при , где — частота собственных колебаний в контуре (явление резонанса). Собственная частота колебаний контура зависит от ёмкости конденсатора (так как индуктивность катушки постоянна) индуктивности катушки, и согласно формуле Томсона,
.
Таким образом, ученик, уменьшая ёмкость конденсатора от до , увеличивая собственную частоту колебаний контура от до , что привело к возрастанию амплитуды тока от до в соответствии с резонансной кривой.
Другие задания:
Для наших пользователей доступны следующие материалы: