Ответы на вопросы "Электромагнетизм. § 42. Свободные гармонические электромагнитные колебания в колебательном контуре"

1. Какую электрическую цепь называют колебательным контуром?

Цепь, которая состоит из катушки индуктивностью L и конденсатора емкостью C, включенных последовательно, называют колебательным контуром.

2. Почему сохраняется полная энергия электромагнитного поля в колебательном контуре?

Потому что она не расходуется на нагревание (R ≈ 0).

3. Объясните, почему в контуре возникают гармонические незатухающие колебания заряда и силы тока.

В начальный момент t = 0 между обкладками конденсатора образуется электрическое поле. В момент времени t = T/4 сила тока в контуре убывает, уменьшается магнитный поток в катушке. Конденсатор начинает перезаряжаться, и между его обкладок возникает электрическое поле, которое стремится уменьшить ток. В момент времени t = T/2 ток равен 0. Заряд на обкладках равен первоначальному по модулю, но противоположен по направлению. Потом все процессы начнут протекать в обратную сторону, и в момент t = T система вернется в первоначальное состояние. Далее цикл будет повторяться. В контуре при отсутствии потерь на нагревание проводов совершаются гармонические незатухающие колебания заряда на обкладках конденсатора и силы тока в катушках индуктивности.

4. По какому закону изменяют со временем заряд на конденсаторе и силу тока в катушке индуктивности?

По закону Ома для колебательного контура.

5. Как зависит период собственных колебаний в колебательном контуре от величины электроемкости конденсатора и индуктивности катушки?