☰ Mundarija · Fizika

Tebranish konturi va elektromagnit tebranishlar

Darslar 11–12 · 2 ta dars · N. Sh. Turdiyev, K. A. Tursunmetov, A. G. Ganiyev, K. T. Suyarov, J. E. Usarov, A. K. Avliyoqulov. Fizika 11-sinf, 1-nashr. «Niso Poligraf» nashriyoti, Toshkent, 2018
11

Erkin elektromagnit tebranishlar (tebranish konturi). Tebranish konturida energiyaning o‘zgarishi

Darslik: 42–44-betlar
MaqsadTebranish konturida erkin elektromagnit tebranishlarning hosil bo‘lishini, Tomson formulasi T = 2π√(LC) va energiya almashinuvi W = q²/(2C) + Li²/2 ni tushuntirish.
Yangi so‘zlar
tebranish konturi · oscillating circuiterkin tebranishlar · free oscillationsTomson formulasi · Thomson's formulaxususiy chastota · natural frequency
Tushuntirish

Kondensator (C) va induktiv g‘altak (L) dan iborat berk zanjir tebranish konturi deyiladi. Zaryadlangan kondensator g‘altak orqali razryadlanadi: tok o‘zinduksiya tufayli sekin ortadi, kondensatordagi elektr maydon energiyasi q²/(2C) g‘altakning magnit maydon energiyasi Li²/2 ga aylanadi; kondensator to‘la razryadlanganda tok eng katta, zaryad nol. So‘ng g‘altak toki o‘zinduksiya hisobiga kondensatorni teskari ishorada qayta zaryadlaydi va jarayon takrorlanadi — bu erkin elektromagnit tebranishlar. Aktiv qarshiligi nolga teng ideal konturda to‘la energiya o‘zgarmaydi: W = q²/(2C) + Li²/2 = q²ₘ/(2C) = LI²ₘ/2. Tebranishlar davri Tomson formulasi bilan topiladi: T = 2π√(LC), chastotasi ν = 1/T = 1/(2π√(LC)); L yoki C ortsa, davr ortadi. Mexanik analogiya: q — koordinata, i — tezlik, L — massa, 1/C — bikrlik.

Namunalar
Kontur: L = 0,1 H, C = 10 μF. LC = 10⁻⁶ s², √(LC) = 10⁻³ s, T = 2π·10⁻³ s ≈ 6,3 ms, ν = 1/T ≈ 159 Hz.
Ideal kontur: L = 10 mH, C = 1 μF, kondensatordagi maksimal kuchlanish Uₘ = 100 V. Energiya W = CUₘ²/2 = 10⁻⁶·10⁴/2 = 5 mJ. Tokning maksimumida butun energiya g‘altakda: LIₘ²/2 = 5 mJ, Iₘ = √(2·5·10⁻³/10⁻²) = 1 A.
Sinfda faoliyat

Daftarda prujinali mayatnik va tebranish konturi uchun jadval tuzing: koordinata – zaryad, tezlik – tok, massa – induktivlik, bikrlik – 1/C. Qaysi paytlarda «energiya» butunlay potensial (elektr), qaysi paytlarda kinetik (magnit) ekanini davrning choraklari bo‘yicha belgilang.

Mashq
1
Konturdagi tebranishlar qaysi energiya turlari orasida almashinadi?
2
C = 2 μF, kondensatordagi maksimal zaryad qₘ = 4 μC. Maksimal energiya necha μJ?
3
Konturdagi kondensator sig‘imi 4 marta orttirilsa, tebranishlar davri necha marta ortadi?
4
Nima uchun kondensator to‘la razryadlangan paytda ham konturdagi tok to‘xtamaydi?