fz5

35. Co jest ..elementem drgającym" w obw odzie LC. Napisz równanie drgań dla prostego obw odu LC. (objaśnij użyte symbole)

Bilans energii

,,    ,.    .. Li    a

L = L _r + U _r = -+ —

^c 2    2C

Całkowita energia nie zmienia się w czasie

Energia na koncensatorze

_ ą‘ **

' Ł

Zmienna SEM o częstości 0)_ó wymusza prąd w obwodzie oscylujący w tej samej częstości, pomimo iż sam układ ma swoją

„naturalną, własną" częstość drgań 0)₀

£x B

fi*

Liczbowo: <- j (energia! czas) j	moc	J W
! powierzchnia |	powierzchnia	sm^2 nr

dU _ d dt ’ dr

/. *

dt

2 2 C

r d~q 1 _A

/.-- +—<7=0

dt¹ C '

.VanoSć ładunku o .oscyluje” zgodnie z funkcją cos

Rozwiązaniem tego równia jest:

q = 0COSl0/ł ó I

/= — = -<y Osim'w / + o l rfr

gdzie częstotliwość wyraża się

W =

JLC

U_t = — = — cos²(ftł/+ 0)

⁶ 2C 2C

U_H - -Li² = — L® ²£>^:sin²(ć)f + o 2 2

Energia zgromadzona w cewce

U_B = — sin²(®/ + Ó )

⁵ 2 C

Time

36.    Jak zmienia się energia na kondensatorze i cewce w obwodzie drgającym LC. Naszkicuj jak zmienia się energia zgromadzona w cewce i kondensatorze w czasie drgań w- obw odzie LC. Czy całkowita orergia (suma energii na kondensatorze i cewce) zmienia się w czasie w takim obwodzie?

Jak wyżej. Całkowita energia nie zmienia siew czasie.

37.    Z jaką częstością zmienia się ładunek na kondensatorze (lub prąd) w obwodzie drgającym LC?

o-j.w.

3& Co powodować może stratę energii w obw odzie drgającym? Gzy częstość drgań w obwodzie tłumionym jest większa mniąj sza taka sama jak w obwodzie bez durnienia? Od jakich wielkości zależ?-współczynnik tłumienia?

Ubytek energii ir.oże byś spowodowany stratą ciepła na rezystorze.

Częstość drgań w układzie z tłumieniem jest mniejsza Współczynnik tłumienia zależy od oporu R i indukcyjr.ości L.

39. Napisz równanie drań tłumionych dla prostego obwoduRLC.(objaśnij użyte symbole).

równanie drgań tłumionych

L

dq

dt

+

0

możliwym rozwiązaniem jest funkcja

q - Qe ¹ cos(ft) 7 + <j))

L-indukcyjr.ość q-ładunek t<zas R- opór C-pojemność kondensatora

40. Podaj warunki kiedy w obwodzie drgań wymuszonych RLC dochodzi do rezonansu

41. W jakich warunkach w obwodzie drgań wymuszonych RLC prąd ..wyprzedza "na pięcie na oporniku R Kiedy napięcie ..wyprzedza" prąd? Kiedy prąd i napięcie są ze sobą w fazie?

prąd w obwodzie Z II prawa Kirchofta suma spadków napięć

8 = 8_m sino ,j i = I_m sini o j-ó)    8 = v_R + v_c + v_L

S- —EB- —L-£² = —B² fi 0 *-fi o fi (1

Wartość energii przenoszonej przez falę na jednostkę powierzchni i na jednostkę cza su jest opisywana przez wektor Poiting'a

natężenie prądu w obwodzie:

rolach miedzy napięciami:    •^s*^ła’ ^_

wymuszająca drgania:

.•wektorowy b- ans napięć'

na oporności • prąd Jest w fazie z na pięciem    ..    .    .,

na pojemności - prąd wyprzedza napięete o 90°    ' •? ’' C -¹ i

na indukcyjnosci - prąd .spóżr a s ę' do napięcia o 90°

47. W którym polu (elektrycznym czy magnetycznym) przenoszona jest energia w fali elektromagnetyczną]?

Fata elektromagnetyczna przenosi energię zarówno w polu elektrycznym i magnetycznym, każde z nich przenoś tyle samo energii

42.    Podaj sposoby emitowana fali elektromagnetyczną}?

Falę elektromagnetyczne emituje ładunek elektryczny, który porusza się ruchem przyspieszonym!

•    Fale elektromagnetyczne o wysokich częstotliwościach (promieniowanie X. gamma, światło widzialne) są emitowane przez obiekty o rozmiarach atomów -

decydują efekty znane w fizyce ..kwantowej”.

•    Fale elektromagnetyczne o niższych częstotliwościach mogąbyć generowane przez obwody drgające LC

43.    Co „drga” gdy rozchodzi się fala elektromagnetyczna? Jaka jest relacja pomiędzy wektorami B i E (pola magnetycznego i elektrycznego)?

•    Fale elektromagnetyczne to drgające pole elektryczne i magnetyczne rozchodzące się w przestrzeni (te drgaj ące pola indukują śę nawzajem tworząc falę)

•    Wektory pól elektrycznego i magnetycznego są do siebie prostopadłe

•    Wektory pól elektrycznego i magnetycznego drgają prostopadle do kierunku rozchodzenia się fali e-m. więc iloczyn wektorowy E* B wskazuje ten kierunek.

44. Jeśli fala elektromagnetyczna rozchodzi sięw-próżnito jąj prędkość wynosi....................(określ tą

prędkość na podstawie znanych stałych fizycznych) Czy prędkość światła w próżni jest stała niezależnie od częstotliwości?

Prędkość rozchodzenia się fali elektromagnetycznej w próżni nie zależy od częstości fsli    ^r ^ ani układu

odniesienia. Stałość tej prędkości wynika z podstawowych własr.ościprzestrzer.i i dlatego w Szyce określa się stałą c o nazwie prędkość światła.

Wynoś: 299 ‘ 92 Ł5S ITl/s _\y neniej dokładnych obliczeniach, często używa się też przybliżonej wartości tej prędkości 3 • 10*m/s

45. Jaka jest zależność między częstotliwością Mi a długością fali elektromagnetycznej rozchodzącąj siew próżni?

k = długość fali f = częstotliwość co= częstość Kołowa v = prędkość fali k = liczba falowowa

46. Wektor Pointing'a wskazuje kierunek rozchodzona sie fali Zdefiniuj go. Ma on też imy sens fizyczny. Jaki?

v=A / =

fi)

Jc