Колебательный контур и частота источника
3/10К колебательному контуру подсоединили источник тока, на клеммах которого напряжение гармонически меняется с частотой \(\nu\). Электроёмкость \(C\) конденсатора колебательного контура можно плавно менять от максимального значения \(C_{\max}\) до минимального \(C_{\min}\), а индуктивность его катушки постоянна. Ученик постепенно уменьшал ёмкость конденсатора от максимального значения до минимального и обнаружил, что амплитуда силы тока в контуре всё время возрастала. Опираясь на свои знания по электродинамике, объясните наблюдения ученика.
▶Показать разборСкрыть разбор
РешениеВ колебательном контуре источником тока возбуждаются вынужденные колебания. Частота этих колебаний равна частоте источника \(\nu\). Амплитуда же зависит от соотношения между внешней частотой и частотой собственных электромагнитных колебаний \(\nu_0 = \dfrac{1}{2\pi\sqrt{LC}}\). По мере увеличения внешней частоты от нуля до \(\nu_0\) амплитуда растёт. Она достигает максимума при резонансе, когда \(\nu = \nu_0\). После этого амплитуда начинает убывать.
В данном случае ученик меняет не внешнюю частоту, а частоту собственных электромагнитных колебаний. При плавном увеличении ёмкости контура от минимального значения \(C_{\min}\) до максимального \(C_{\max}\) частота уменьшается от \(\nu_{0,\max} = \dfrac{1}{2\pi\sqrt{LC_{\min}}}\) до \(\nu_{0,\min} = \dfrac{1}{2\pi\sqrt{LC_{\max}}}\).
Из того факта, что амплитуда всё время увеличивалась, можем сделать вывод, что частота \(\nu_0\) всё время приближалась к частоте источника тока, при этом \(\nu < \nu_{0,\min}\).
Похожие задачи
- Частота контура (A24) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Период контура при переключении ключа (A24) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Резонанс в контуре (A24) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Резонанс в контуре (A24) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Резонанс в колебательном контуре (A24) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Колебательный контур с диэлектриком (B1) ЕГЭ 2008, 11 кл.