Вільні електромагнітні коливання у коливальному контурі. Перетворення енергії у коливальному контурі

Ця вправа допоможе тобі розібратися, що таке вільні електромагнітні коливання в LC-контурі та як у ньому відбувається перетворення енергії. Коливальний контур — це система з конденсатора C і котушки L, з’єднаних послідовно. Коли заряджений конденсатор замикають на котушку, у колі виникає струм, а енергія починає «переходити» між електричним і магнітним полями.

Ти побачиш, що на обкладках конденсатора накопичується електричний заряд, а котушка накопичує магнітну енергію. Під час коливань повна енергія контуру складається з двох частин: енергії електричного поля та енергії магнітного поля. Коли конденсатор повністю розряджається, електрична енергія стає нульовою, а вся енергія зосереджується в котушці. Це важливий крок до розуміння теми «перетворення енергії у коливальному контурі».

У завданні ти потренуєшся впізнавати, який елемент накопичує магнітну енергію, а також згадаєш ключові формули з теми. Зокрема, формулу Томсона для періоду власних коливань T = 2π√(LC), зв’язок циклічної частоти з параметрами контуру ω² = 1/(LC), а також гармонічний закон зміни заряду q = qmax cos(ωt + φ0). Такі знання потрібні для впевненого розв’язування задач ЗНО з фізики.

• Закріпиш поняття електромагнітних коливань як одночасних періодичних змін електричного та магнітного полів.
• Навчишся відрізняти роль конденсатора і котушки в LC-контурі (де накопичується заряд і де — магнітна енергія).
• Потренуєшся застосовувати формули для енергії та періоду коливань у типових тестових запитаннях.
• Підготуєшся до теми коливань і хвиль у форматі ЗНО: коротко, чітко, по суті.

Батькам і вчителям ця вправа зручна тим, що швидко показує, чи розумієш ти логіку перетворення енергії в контурі та чи не плутаєш електричну енергію конденсатора з магнітною енергією котушки. Виконуй завдання уважно: читай формулювання, згадуй, де саме «зберігається» енергія, і сміливо перевіряй себе на практиці.