Форум сайта alsak.ru

Задачи и вопросы по физике => Колебания и волны => Электромагнитные => : Антон Огурцевич 09 January 2018, 12:23

: Дифференциальное уравнение свободных колебаний
: Антон Огурцевич 09 January 2018, 12:23
12. Дифференциальное уравнение свободных колебаний в LC-контуре имеет вид: d2q/dt2 + 1012∙q = 0, ёмкость конденсатора C = 1 нФ. Определить индуктивность контура. Записать уравнение колебаний тока в контуре, если в начальный момент заряд на обкладках конденсатора максимален и равен qmax = 0,1 мкКл. Построить график I = f(t) в пределах двух периодов колебаний. Сделать рисунок.
: Re: Дифференциальное уравнение свободных колебаний
: Сергей 10 January 2018, 15:17
Решение.
Дифференциальное уравнение свободных колебаний в LC-контуре имеет вид
\[ \frac{{{d}^{2}}q}{d{{t}^{2}}}+2\cdot \beta \frac{dq}{dt}+\omega _{0}^{2}q=0 \]
β – коэффициент затухания, β = 0
\[ \frac{{{d}^{2}}q}{d{{t}^{2}}}+\omega _{0}^{2}q=0 \]
ω2 = 1012, ω = 106 рад/с.
Определим индуктивность контура
\[ \omega =\frac{1}{\sqrt{L\cdot C}},{{\omega }^{2}}=\frac{1}{L\cdot C},L=\frac{1}{{{\omega }^{2}}\cdot C}.L=\frac{1}{{{({{10}^{6}})}^{2}}\cdot {{10}^{-9}}}={{10}^{-3}}.

 \]
Запишем уравнение колебаний заряда в контуре, если в начальный момент заряд на обкладках конденсатора максимален и равен qmax, используем функцию косинус
q = qmах∙соs(ω0∙t + φ0), если t = 0 то q = qmах∙соsω0∙0 , соs0 = 1, φ0 = 0, q = qmах.
q =0,1∙10-6 ∙соs106∙t.

Запишем уравнение колебаний тока в контуре
\[ \begin{align}
  & i=\frac{dq}{dt},i=({{q}_{\max }}\cdot cos{{\omega }_{0}}\cdot t{)}'=-{{q}_{\max }}\cdot {{\omega }_{0}}\cdot sin{{\omega }_{0}}\cdot t, \\
 & i=-0,1\cdot {{10}^{-6}}\cdot {{10}^{6}}\cdot sin{{10}^{6}}\cdot t, \\
 & i=-0,1\cdot sin{{10}^{6}}\cdot t. \\
\end{align} \]