3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ
3.1. Электрические колебания
3.1.1. Квазистационарные токи
При рассмотрении электрических колебаний приходится иметь дело с токами, изменяющимися во времени. Закон Ома и вытекающие из него правила Кирхгофа были установлены для постоянного тока. Однако они остаются справедливыми и для мгновенных значений изменяющегося тока и напряжения, если их изменения происходят не слишком быстро. Электромагнитные сигналы распространяются по цепи со скоростью света с. Пусть l - длина электрической цепи. Тогда время распространения сигнала в данной цепи t = l / c. Если t << T (T - период колебаний электрического тока), то такие токи называются квазистационарными. При этом условии мгновенное значение силы тока во всех участках цепи будет постоянным. Для частоты f = 50 Гц условие квазистационарности выполняется при длине цепи ~ 100 км.
Рассматривая в дальнейшем электрические колебания, мы будем считать, что токи квазистационарны.
3.1.2. Свободные колебания в электрическом контуре без активного сопротивления
В цепи, содержащей индуктивность L и ёмкость С, могут возникать электрические колебания. Такая цепь называется колебательным контуром (рис. 3.1.1).
Колебания в контуре можно вызвать, либо зарядив конденсатор, либо вызвав в индуктивности ток (например, включив магнитное поле).
Поскольку активное сопротивление контура R = 0, полная энергия остаётся постоянной. Если энергия конденсатора равна нулю, то энергия магнитного поля максимальна, и наоборот. Рассмотрим процессы,
|