Вынужденные колебания возникают в системе под действием внешней периодической ЭДС. Если внешняя периодическая ЭДС является гармонической (т.е. изменяется по синусу или косинусу), то возникающие колебания будут гармоническими. Вынужденные колебания (установившиеся) происходят с частотой вынуждающей силы, их нельзя возбудить за счет ненулевых начальных условий. Амплитуда вынужденных колебаний зависит от амплитуды вынуждающей ЭДС, от инерциальных (индуктивность) свойств системы и от соотношения частоты вынуждающей силы и собственной частоты колебаний системы. Наряду с вынужденными колебаниями в системе при наличии ненулевых начальных условий возникают и собственные колебания, которые при наличии сопротивления будут затухающими. Эти колебания происходят с собственной частотой, их амплитуда зависит от начальных условий. В системе возникают также сопровождающие колебания, которые при наличии сопротивления также будут затухающими. Эти колебания происходят с собственной частотой, но их амплитуда зависит от параметров внешней ЭДС. При наличии активного сопротивления все колебания, кроме вынужденных колебаний с течением времени затухнут. Т.е. установившиеся колебания являются вынужденными колебаниями и происходят с частотой вынуждающей силы. Если частота вынуждающей силы мало отличается от частоты собственных колебаний, а активное сопротивление отсутствует, то наблюдаются биения - колебания, амплитуда которых медленно изменяется с течением времени по гармоническому закону. При приближении частоты вынуждающей ЭДС к частоте собственных колебаний наблюдается явление резонанса, которое заключается в резком увеличении амплитуды вынужденных колебаний. Резонансная частота зависит от параметров вынуждающей ЭДС, инерциальных свойств системы (индуктивности), собственной частоты и коэффициента затухания. При наличии сопротивления амплитуда заряда, силы тока достигает максимального значения при различной частоте вынуждающей силы. При отсутствии сопротивления в случае резонанса амплитуда колебаний монотонно нарастает со временем. При наличии активного сопротивления, амплитуда колебаний остается конечной величиной. При действии на систему периодической негармонической ЭДС, резонанс возможен, если период возмущающей силы равен или кратен периоду колебаний системы. Для силы тока резонанс наступает на собственной частоте $\omega _{0}$ не зависимо от величины затухания.
Свойства: 1°Поглощение электромагнитных волн. Возьмём , например, два рупора и расположим друг против друга , добившись хорошей слышимости звука в громкоговорителе помещают между ними различные диэлектрические тела.При этом замечают уменьшение громкости. 2°Отражение электромагнитных волн. Если диэлектрик заменить металлической пластиной,то звук перестанет быть слышимым.Волны не достигают приёмника вследствие отражения.Отражение от металла электромагнитных волн можно объяснить так: в металлах есть свободные электроны.При падении электромагнитной волны под действием переменного электрического поля возбуждаются колебания этих электронов,что вызывает появление отраженной электромагнитной волны с частотой падающей волны.Энергия падающей волны полностью идёт на возбуждение колебаний свободных электронов.Именно поэтому волна не проходит через металл. 3°Преломление электромагнитных волн. Электромагнитные волны изменяют своё направление на границе диэлектрика.Это можно обнаружить с большой треугольной призмы из парафина. 4°Поперечность электромагнитных волн. Электромагнитные волны являются поперечными.Это означает,что векторы напряженности и индукции магнитного поля электромагнитного поля волны перпендикулярны направлению её распространения.При этом эти векторы взаимно перпендикулярны. 5°Также есть интерференция и дифракция электромагнитных волн. Применение этих свойств мы находим , например, в принципах радиосвязи. Принцип радиосвязи заключается в следующем.Переменный электрический ток высокой частоты ,созданный в передающей антенне,вызывает в окружающем пространстве быстро меняющееся электромагнитное поле,которое распространяется в виде электромагнитной волны.Достигая приёмной антенны,электромагнитная волна вызывает в ней переменный ток той же частоты,на которой работает передатчик.
Если внешняя периодическая ЭДС является гармонической (т.е. изменяется по синусу или косинусу), то возникающие колебания будут гармоническими.
Вынужденные колебания (установившиеся) происходят с частотой вынуждающей силы, их нельзя возбудить за счет ненулевых начальных условий.
Амплитуда вынужденных колебаний зависит от амплитуды вынуждающей ЭДС, от инерциальных (индуктивность) свойств системы и от соотношения частоты вынуждающей силы и собственной частоты колебаний системы.
Наряду с вынужденными колебаниями в системе при наличии ненулевых начальных условий возникают и собственные колебания, которые при наличии сопротивления будут затухающими. Эти колебания происходят с собственной частотой, их амплитуда зависит от начальных условий.
В системе возникают также сопровождающие колебания, которые при наличии сопротивления также будут затухающими. Эти колебания происходят с собственной частотой, но их амплитуда зависит от параметров внешней ЭДС.
При наличии активного сопротивления все колебания, кроме вынужденных колебаний с течением времени затухнут. Т.е. установившиеся колебания являются вынужденными колебаниями и происходят с частотой вынуждающей силы.
Если частота вынуждающей силы мало отличается от частоты собственных колебаний, а активное сопротивление отсутствует, то наблюдаются биения - колебания, амплитуда которых медленно изменяется с течением времени по гармоническому закону.
При приближении частоты вынуждающей ЭДС к частоте собственных колебаний наблюдается явление резонанса, которое заключается в резком увеличении амплитуды вынужденных колебаний.
Резонансная частота зависит от параметров вынуждающей ЭДС, инерциальных свойств системы (индуктивности), собственной частоты и коэффициента затухания.
При наличии сопротивления амплитуда заряда, силы тока достигает максимального значения при различной частоте вынуждающей силы.
При отсутствии сопротивления в случае резонанса амплитуда колебаний монотонно нарастает со временем.
При наличии активного сопротивления, амплитуда колебаний остается конечной величиной.
При действии на систему периодической негармонической ЭДС, резонанс возможен, если период возмущающей силы равен или кратен периоду колебаний системы.
Для силы тока резонанс наступает на собственной частоте $\omega _{0}$ не зависимо от величины затухания.
1°Поглощение электромагнитных волн.
Возьмём , например, два рупора и расположим друг против друга , добившись хорошей слышимости звука в громкоговорителе помещают между ними различные диэлектрические тела.При этом замечают уменьшение громкости.
2°Отражение электромагнитных волн.
Если диэлектрик заменить металлической пластиной,то звук перестанет быть слышимым.Волны не достигают приёмника вследствие отражения.Отражение от металла электромагнитных волн можно объяснить так:
в металлах есть свободные электроны.При падении электромагнитной волны под действием переменного электрического поля возбуждаются колебания этих электронов,что вызывает появление отраженной электромагнитной волны с частотой падающей волны.Энергия падающей волны полностью идёт на возбуждение колебаний свободных электронов.Именно поэтому волна не проходит через металл.
3°Преломление электромагнитных волн.
Электромагнитные волны изменяют своё направление на границе диэлектрика.Это можно обнаружить с большой треугольной призмы из парафина.
4°Поперечность электромагнитных волн.
Электромагнитные волны являются поперечными.Это означает,что векторы напряженности и индукции магнитного поля электромагнитного поля волны перпендикулярны направлению её распространения.При этом эти векторы взаимно перпендикулярны.
5°Также есть интерференция и дифракция электромагнитных волн.
Применение этих свойств мы находим , например, в принципах радиосвязи.
Принцип радиосвязи заключается в следующем.Переменный электрический ток высокой частоты ,созданный в передающей антенне,вызывает в окружающем пространстве быстро меняющееся электромагнитное поле,которое распространяется в виде электромагнитной волны.Достигая приёмной антенны,электромагнитная волна вызывает в ней переменный ток той же частоты,на которой работает передатчик.