|
|
|
|
|
Глава 3. Электромагнитные колебания и волны
Колебательный контур. Свободные электромагнитные колебания3. Рассмотрим процесс разрядки конденсатора подробнее. Пусть в момент времени t = 0 конденсатор заряжен (рис. 115, а). При замыкании цепи он начнёт разряжаться и через катушку потечёт ток. При этом сила тока будет увеличиваться. Благодаря явлению самоиндукции в катушке возникнет ток самоиндукции, который будет направлен против тока в цепи. Поэтому сила тока в катушке будет нарастать постепенно и достигнет максимального значения, когда конденсатор полностью разрядится в момент времени t = Т/4 (рис. 115, б).
Затем сила тока начнёт постепенно уменьшаться, поскольку в этом случае ток самоиндукции будет направлен так, чтобы поддержать ток в цепи. В момент времени t = Т/2 ток прекратится, при этом конденсатор перезарядится (рис. 115, в). Нижняя пластина теперь будет заряжена положительно, а верхняя — отрицательно. В следующий момент времени конденсатор начнёт разряжаться, через катушку потечёт ток, однако его направление будет противоположным направлению тока в первой половине периода. В момент времени t = ST/4 сила тока достигнет максимального значения (рис. 115, г), а затем начнёт уменьшаться. Конденсатор будет перезаряжаться. В момент времени t = Т (рис. 115, д) ток прекратится, конденсатор окажется заряженным так, как в начальный момент времени. Процесс начнёт повторяться. Таким образом, заряд конденсатора изменяется периодически от максимального значения до нуля, затем до максимального значения, но противоположного знака, и опять до нуля. Сила тока так же изменяется, но её значение максимально в тот момент времени, когда заряд конденсатора равен нулю. 4. Вы уже знаете, что между пластинами заряженного конденсатора существует электрическое поле; его напряжённость тем больше, чем больше заряд. Изменение заряда на пластинах конденсатора колебательного контура сопровождается изменением электрического поля, которое происходит периодически, так же как и изменение заряда. Когда по катушке колебательного контура течёт электрический ток, то вокруг катушки существует магнитное поле. Модуль вектора магнитной индукции этого поля тем больше, чем больше сила тока в катушке. При периодическом изменении силы тока в колебательном контуре происходят периодические изменения магнитного поля. Модуль вектора магнитной индукции имеет наибольшее значение, когда сила тока максимальна. При этом конденсатор не заряжен и электрическое поле отсутствует. Когда заряд конденсатора максимален, напряжённость электрического поля имеет наибольшее значение, а ток и магнитное поле отсутствуют. Таким образом,
|
|
|