1 ТЕМА Расчет входного сопротивления связанных колебательных контуров и тока в контурах 2 ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Углубление теоретических знаний 3 ПЕРЕЧЕНЬ НАГЛЯДНЫХ ПОСОБИЙ: Методическое пособие по выполнению практической работы. 4 КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ: Входное сопротивление связанных колебательных контуров состоит из активной составляющей входного сопротивления и реактивной составляющей входного сопротивления : Rвх=Rп1+Rвн Хвх=Х1+Хвн Влияние, которое вторичный контур оказывает на первичный контур, равносильно действию сопротивления, которое и называют вносимым. Так как в первичном контуре меняется и амплитуда и фаза тока , то из вторичного контура в первичный контур вносится активное вносимое сопротивление и реактивное вносимое сопротивление. Вносимые сопротивления зависят от частоты и от степени связи между контурами. . 5 ЗАДАНИЕ ДЛЯ РАСЧЕТА ВХОДНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ И ТОКА В КОНТУРАХ Индуктивно связанные контуры имеют параметры L1=11 мкГн, С1=40 пФ L2=12 мкГн, С2=36 пФ, Rп1=4 Ом, Rп2=4.5 Ом и коэффициент связи равен 0.2. В первичный контур включен источник ЭДС с амплитудой 5 В и длиной волны 40 м. Определить амплитуды токов в контурах, напряжение снимаемое с емкости С2 и входное сопротивление. 6 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ 6.1 Изучить теоретический материал. Практическая работа рассчитана на 6 часов ( три пары) 6.2 Определить входное сопротивление (отводится время 4 часа) Для этого необходимо производить вычисления в следующей последовательности: - определить угловую частоту W - найти реактивное сопротивление первичного контура Х1 - найти реактивное сопротивление вторичного контура Х2 - найти взаимоиндуктивность между контурами М - найти реактивное сопротивление связи Хсв - найти модуль полного сопротивления вторичного контура Zвх2 - найти активное вносимое сопротивление Rвн - найти реактивное вносимое сопротивление Хвн - найти активную составляющую входного сопротивления Rвх - найти реактивную составляющую входного сопротивления Хвх - найти модуль полного сопротивления Zвх 6.3 Определить амплитуды токов в контурах, напряжение, снимаемое с емкости С2( отводится время 2 часа) Решаем в следующей последовательности: - найти амплитуду тока в первичном контуре по з.Ома - найти амплитуду ЭДС во вторичном контуре - найти амплитуду тока во вторичном контуре по з.Ома - находим амплитуду выходного напряжения Uс2 7 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ: 1Какой характер имеет входное сопротивление в связанных колебательных контурах? 2От чего зависит входное сопротивление?

по формуле

R=ρl/S, где: R-сопротивление, ρ-удельное сопротивление проводника, l-длина проводника, S-площадь поперечного сечения

1) связь между сопротивлением и площадью поперечного сечения обратная

R~1/S

То есть, чем меньше S, тем больше R

ответ - сопротивление второго провода по сравнению с первым увеличится в 2 раза

2) так как в условии сказано что провод такой же самый( то есть сделан из одного и того же материала - золота) , разные только площади поперечного сечения, то можно сказать что удельное сопротивление никак не изменится, ведь это табличное значение

Спросите кого угодно, что произойдет с температурой идеального газа, который расширяется в замкнутом сосуде без теплообмена с окружающей средой, и почти все вам ответят, что газ охладится. Не «верьте! Это не всегда так.

Вообразим такой мысленный эксперимент. Пусть одна половина теплоизолированного сосуда занята идеальным газом с давлением p1 и температурой T1, а другая — пуста (рис. 1). В некоторый момент уберем перегородку между половинами сосуда. Газ, естественно, будет расширяться, причем в пустоту, и после многочисленных столкновений его молекул со стенками и между собой установится новое равновесное состояние. Ясно, что теперь объем газа вдвое больше: V2 = 2V1. А каковы его давление p2 и температура T2?

Рис. 1

С одной стороны, так как процесс адиабатический, точки, соответствующие начальному и конечному состояниям газа, должны лежать на адиабате 1—2’ (рис. 2). Адиабата, как известно, падает круче изотермы, поэтому температура газа должна уменьшаться: T’2 < T1.

Рис. 2

С другой стороны, посмотрим, что говорит первый закон термодинамики. Количество теплоты Q, подведенное к газу, идет на увеличение его внутренней энергии ΔU и на работу по расширению А:

Q=ΔU+A .

В нашем случае Q = 0 (по условию адиабатичности). А какая работа совершается газом? Да никакой, потому, что он расширяется в вакуум, со стороны которого не встречает противодействия. Значит, и сила, и работа равны нулю: А = 0. Следовательно, и изменение внутренней энергии тоже равно нулю: ΔU = 0. Но поскольку в случае идеального газа внутренняя энергия зависит только от температуры, температура не изменится: T2 = T1, и давление станет равным p2=p12. Это означает, что точки, соответствующие начальному и конечному состояниям, будут лежать на изотерме 1-2.

А что происходит между этими состояниями? К сожалению, школьная термодинамика ничего об этом сказать не может. Почему? Да потому, что вся она верна только для очень медленных (так называемых квазистатических) процессов, которые происходят со скоростями, много меньшими тепловой скорости движения молекул. В нашем же случае как только мы уберем перегородку, газ буквально бросится в вакуум со скоростью порядка тепловой скорости молекул и даже еще быстрее, потому что в газе есть отдельные молекулы, скорость которых намного больше тепловой. А тут термодинамика просто неверна. Вот почему на рисунке 2 мы изобразили неизвестный нам процесс штрихами, а не сплошной линией.

Все наши рассуждения справедливы для случая идеального газа. А если газ не идеальный? Тогда его молекулы взаимодействуют друг с другом, и внутренняя энергия газа складывается из кинетической энергии движения молекул и потенциальной энергии их взаимодействия.

На рисунке 3 изображена зависимость потенциальной энергии П взаимодействия двух молекул от расстояния r между ними. Там, где потенциальная энергия минимальна (точка r0), вещество конденсируется, т. е. переходит в жидкое состояние.

Рис. 3

Так как, по условию, мы имеем в начальный момент газ, то среднее расстояние между молекулами соответствует точке r1 >> r0. После удвоения объема среднее расстояние между молекулами станет равным r2=r12–√3>r1. Получилось, как будто в результате расширения газ слегка «вытащили» наверх, по склону потенциальной ямы. Но кто поработал над тем, чтобы увеличить потенциальную энергию на ΔП? Никто. И сам газ тоже ни над кем не работал. Поэтому остается признать, что увеличение потенциальной энергии произошло за счет уменьшения кинетической энергии движущихся молекул. Значит, и температура — мера средней кинетической энергии молекул газа — в результате расширения слегка упадет. Но это верно только в случае реального газа.