Question

Как в колебательном контуре возникают электромагнитные колебания+еще кто первый 10 балов

Answer 1

Рис! Объяснение возникновения и существования электромагнитных колебаний в колебательном контуре

При замыкании на катушку (переключатель в положении 32) в момент, который примем за начало отсчёта времени, конденсатор начинает разряжаться, и в контуре появляется электрический ток. Сила тока увеличивается постепенно, так как возникший в катушке ток самоиндукции направлен против тока, созданного разряжающимся конденсатором.

Через некоторый промежуток времени t1 от начала разрядки конденсатор полностью разрядится — его заряд, напряжение между обкладками и энергия электрического поля будут равны нулю (рис. 138, б). Но, согласно закону сохранения энергии, энергия электрического поля не исчезла — она перешла в энергию магнитного поля тока катушки, которая в этот момент достигает максимального значения Емаг m. Наибольшему значению энергии соответствует и наибольшая сила тока Im.

Поскольку конденсатор разряжен, сила тока в контуре начинает уменьшаться. Но теперь ток самоиндукции направлен в ту же сторону, что и ток разряжавшегося конденсатора, и препятствует его уменьшению. Благодаря току самоиндукции к моменту времени 2t1 от начала разрядки конденсатор перезарядится: его заряд вновь будет равен qm, но теперь верхняя обкладка будет заряжена отрицательно, а нижняя — положительно (рис. 138, в).

Понятно, что через промежуток времени, равный 3t1, конденсатор вновь будет разряжен (рис. 138, г), а через 4tl будет заряжен так же, как в момент начала разрядки (рис. 138, д).

За промежуток времени, равный 4t1, произошло одно полное колебание. Значит, Т = 4t1, где Т — период колебаний (a t1, 2t1, 3t1 — соответственно четверть, половина и три четверти периода).

При периодическом изменении в катушке 41 силы тока и его направления соответственно меняется и создаваемый этим током магнитный поток, пронизывающий катушку 42. При этом в ней возникает переменный индукционный ток, регистрируемый гальванометром. Исходя из того что стрелка гальванометра совершила несколько затухающих колебаний и остановилась на нуле, можно сделать вывод, что электромагнитные колебания тоже были затухающими. Энергия, полученная контуром от источника тока, постепенно расходовалась на нагревание проводящих частей контура. Когда запас энергии иссяк, колебания прекратились.

Напомним, что колебания, происходящие только благодаря начальному запасу энергии, называются свободными. Период свободных колебаний равен собственному периоду колебательной системы, в данном случае периоду колебательного контура. Формула для определения периода свободных электромагнитных колебаний была получена английским физиком Уильямом Томсоном в 1853 г. Она называется формулой Томсона : Рис прикреплен(у нас в школе обозначалось по-другому. $\sqrt{m /k}$

Из данной формулы следует, что период колебательного контура определяется параметрами составляющих его элементов: индуктивностью катушки и ёмкостью конденсатора. Например, при уменьшении ёмкости или индуктивности период колебаний должен уменьшиться, а их частота — увеличиться. Проверим это на опыте. Уменьшим ёмкость батареи, отключив от неё несколько конденсаторов. Мы увидим, что колебания стрелки гальванометра участились.

Answer 2

В колебательном контуре электромагнитные колебания возникают благодаря взаимодействию между электрическими и магнитными полями. Колебательный контур состоит из индуктивности (катушки), ёмкости (конденсатора) и сопротивления. Когда в контуре возникает электрический ток, он вызывает появление магнитного поля в индуктивности, а затем электрическое поле в конденсаторе.

На самом начальном этапе электрического колебания в контуре, например, при заряде конденсатора, ток проходит через индуктивность, создавая магнитное поле вокруг катушки. Это магнитное поле начинает накапливать энергию. Затем, когда конденсатор зарядился полностью, ток начинает уменьшаться, а энергия магнитного поля преобразуется обратно в электрическую энергию.

Таким образом, энергия периодически переходит между электрическим и магнитным полями, создавая электромагнитные колебания в контуре. Эти колебания имеют определенную частоту, которая зависит от значений индуктивности, ёмкости и сопротивления в контуре.

Относительно "кто первый 10 баллов", я не уверен, что полностью понимаю ваш вопрос. Если вы спрашиваете, кто первым открыл возникновение электромагнитных колебаний в колебательном контуре, то такой разработки можно отнести к Майклу Фарадею, который исследовал электромагнитную индукцию в 1831 году. Он проводил эксперименты с магнитными и электрическими катушками, обнаруживая, что изменение магнитного поля в одной катушке вызывает появление электрического тока в другой катушке. Это открытие легло в основу принципа работы колебательных контуров и дальнейшего развития электромагнетизма.