Катушка длиной 50 см и площадью поперечного сечения S1 = 3 см2 имеет 1000 витков и соединена параллельно с воздушным конденсатором. Конденсатор состоит из двух пластин площадью S2 = 75 см2 каждая. Расстояние между пластинами 5 мм. Определить период колебаний такого контура.
Для начала определим индуктивность катушки. Формула для индуктивности катушки:
L = μ₀ N² S / l,
где L - индуктивность катушки, μ₀ = 4π * 10^-7 Гн/м - магнитная постоянная, N - число витков катушки, S - площадь поперечного сечения катушки, l - длина катушки.
Подставляем известные значения и получаем: L = (4π 10^-7) 1000^2 3 10^-4 / 0.5 = 0.075 Гн.
Теперь определим ёмкость конденсатора. Формула для ёмкости конденсатора:
C = ε₀ * S / d,
где C - ёмкость конденсатора, ε₀ = 8.85 * 10^-12 Ф/м - диэлектрическая постоянная, S - площадь пластин конденсатора, d - расстояние между пластинами.
Подставляем известные значения и получаем: C = (8.85 10^-12) 75 10^-4 / 0.005 = 1.3275 10^-6 Ф.
Теперь можем определить период колебаний контура по формуле: T = 2π √(L C).
Подставляем значения индуктивности и ёмкости: T = 2π √(0.075 1.3275 10^-6) = 2π √(9.967 * 10^-6) ≈ 0.063 с.
Таким образом, период колебаний такого контура составляет примерно 0.063 секунды.
Для начала определим индуктивность катушки. Формула для индуктивности катушки:
L = μ₀ N² S / l,
где L - индуктивность катушки,
μ₀ = 4π * 10^-7 Гн/м - магнитная постоянная,
N - число витков катушки,
S - площадь поперечного сечения катушки,
l - длина катушки.
Подставляем известные значения и получаем:
L = (4π 10^-7) 1000^2 3 10^-4 / 0.5 = 0.075 Гн.
Теперь определим ёмкость конденсатора. Формула для ёмкости конденсатора:
C = ε₀ * S / d,
где C - ёмкость конденсатора,
ε₀ = 8.85 * 10^-12 Ф/м - диэлектрическая постоянная,
S - площадь пластин конденсатора,
d - расстояние между пластинами.
Подставляем известные значения и получаем:
C = (8.85 10^-12) 75 10^-4 / 0.005 = 1.3275 10^-6 Ф.
Теперь можем определить период колебаний контура по формуле:
T = 2π √(L C).
Подставляем значения индуктивности и ёмкости:
T = 2π √(0.075 1.3275 10^-6) = 2π √(9.967 * 10^-6) ≈ 0.063 с.
Таким образом, период колебаний такого контура составляет примерно 0.063 секунды.