Вопрос 1

Колебательное движение это движение, точно или приблизительно повторяющееся через одинаковые промежутки времени.

Собственные (свободные) колебания - это колебания, при которых тело, выведенное из состояния равновесия и предоставленное самому себе, совершает колебательное движение около положения равновесия.

Любое колебательное движение характеризуется амплитудой А - максимальным отклонением колеблющейся точки от положения равновесия. Колебания точки, происходящие с постоянной амплитудой, называют незатухающими, а колебания с постепенно уменьшающейся амплитудой - затухающими.

Время, в течение которого совершается полное колебание, называют периодом Т.

Частотой v периодических колебаний называют число полных колебаний, совершаемых за единицу времени. Единица частоты колебаний - герц (Гц).

Колебания, при которых изменения физических величин происходят по закону косинуса или синуса (гармоническому закону), наз. гармоническими колебаниями.

или

где х — значение изменяющейся величины, t — время, А — амплитуда колебаний, ω — циклическая частота колебаний, — полная фаза колебаний, — начальная фаза колебаний.

Обобщенное гармоническое колебание в дифференциальном виде

x’’ + ω²·x = 0.

Фа́за колебаний — физическая величина, при заданной амплитуде и коэффициенте затухания, определяющая состояние колебательной системы в любой момент времени.

Смещение колебаний- отклонненость тела от заданого направления

Вопрос 2

Конденсатор— двухполюсник с определённым значением ёмкости и малой омической проводимостью; устройство для накопления заряда и энергии электрического поля. Конденсатор является пассивным электронным компонентом. Обычно состоит из двух электродов в форме пластин (называемых обкладками), разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок.

Виды конденсаторов:

1. по виду диэлектрика: воздушные, слюдяные, керамические, электролитические

2. по форме обкладок: плоские, сферические.

3. по величине емкости: постоянные, переменные (подстроечные).

Типы:

Керамические. Керамические конденсаторы можно подразделить на две группы в соответствии с диэлектрической проницаемостью и температурным коэффициентом. К первой группе относятся конденсаторы, имеющие небольшую диэлектрическую проницаемость, малые потери и точное значение температурного коэффициента. Они применяются для температурной компенсации резонансных схем в радиоприемниках.

Слюдяные. Слюда представляет собой диэлектрик с высокой стабильностью и малыми потерями, что позволяет изготовлять конденсаторы с небольшими допусками. Рабочее напряжение слюдяных конденсаторов превышает 300 В, а сопротивление изоляции находится в пределах от 3000 до 6000 МОм. В тех случаях, когда требуется иметь высокую стабильность в течение длительного времени, для изготовления конденсаторов может использоваться посеребренная слюда. Такие конденсаторы имеют очень небольшие изменения емкости на частотах вплоть до нескольких мегагерц и часто используются в контурах промежуточной частоты.

Полистироловые. Основными достоинствами полистироловых конденсаторов являются небольшое поглощение энергии в диэлектрике, очень малый коэффициент потерь и весьма большое сопротивление изоляции. Все эти параметры мало изменяются с температурой, что позволяет использовать полистироловые конденсаторы в схемах, которые должны иметь постоянные характеристики в течение длительного времени. Этот тип конденсаторов широко применяется в аналоговых вычислительных устройствах. Их главным недостатком является невысокая максимальная температура, которая не должна превышать 60°С.

Полиэфирные. Полиэфирные конденсаторы имеют невысокую стоимость, большое сопротивление изоляции, по и большее поглощение энергии в диэлектрике по сравнению с полистироловыми конденсаторами.

Бумажные. Бумажные конденсаторы изготовляются двух типов: из пропитанной и металлизированной бумаги. Конденсаторы общего назначения из пропитанной бумаги имеют невысокую стоимость, большое отношение емкости к объему и могут работать при достаточно высоких постоянных напряжениях. Такие конденсаторы, имеющие цилиндрическую форму, изготовляются с емкостями от 0,001 до 1,0 мкФ и допуском ±20%. Независимо от постоянного рабочего напряжения максимальное переменное рабочее напряжение (эффективное значение) обычно равно примерно 300 В на частоте 50 Гц. Сопротивление изоляции зависит от вида пропитки и уменьшается с повышением температуры.

Электролитические конденсаторы. По сравнению с другими типами электролитические конденсаторы имеют большее отношение емкости к объему, особенно при низких рабочих напряжениях. Однако их можно использовать в схемах только таким образом, чтобы на них подавалось постоянное напряжение и, кроме того, присоединять их к схеме следует, строго соблюдая полярность. Основное применение электролитические конденсаторы находят для шунтирования и сглаживания высокочастотных составляющих. При использовании в сглаживающих фильтрах источников питания следует обращать внимание на то, чтобы постоянное напряжение и амплитуда пульсаций в сумме не превышали допустимого напряжения конденсатора. Максимальное допустимое напряжение электролитических конденсаторов редко превышает 500 В, чаще всего используются напряжения порядка 6 и 12 В. Когда конденсатор работает при заданном рабочем напряжении, ток утечки достаточно большой и возрастает с температурой.

Ёмкость плоского конденсатора, состоящего из двух параллельных металлических пластин площадью каждая, расположенных на расстоянии друг от друга, в системе СИ выражается формулой: , где — относительная диэлектрическая проницаемость среды, заполняющей пространство между пластинами (в вакууме равна единице), — электрическая постоянная, численно равная Ф/м (эта формула справедлива, лишь когда много меньше линейных размеров пластин).

Если двум изолированным друг от друга проводникам сообщить заряды q1 и q2, то между ними возникает некоторая разность потенциалов Δφ, зависящая от величин зарядов и геометрии проводников. Разность потенциалов Δφ между двумя точками в электрическом поле часто называют напряжением и обозначают буквой U. Наибольший практический интерес представляет случай, когда заряды проводников одинаковы по модулю и противоположны по знаку: q1 = – q2 = q. В этом случае можно ввести понятие электрической емкости.

Электроемкостью системы из двух проводников называется физическая величина, определяемая как отношение заряда q одного из проводников к разности потенциалов Δφ между ними:

В системе СИ единица электроемкости называется фарад (Ф):

Величина электроемкости зависит от формы и размеров проводников и от свойств диэлектрика, разделяющего проводники. Существуют такие конфигурации проводников, при которых электрическое поле оказывается сосредоточенным (локализованным) лишь в некоторой области пространства. Такие системы называются конденсаторами, а проводники, составляющие конденсатор, – обкладками.

Билет 10