Электромагнитные колебания и волны: колебательный контур, переменный ток, трансформатор, шкала электромагнитных волн: ЕГЭ по физике

Тема охватывает электромагнитные колебания в идеальном колебательном контуре (формула Томсона, превращения энергии), переменный ток (амплитудные и действующие значения, сопротивление в цепях переменного тока), трансформатор (коэффициент трансформации, идеальный трансформатор) и шкалу…

Что нужно знать

Колебательный контур: конденсатор и катушка индуктивности; свободные электромагнитные колебания возникают за счёт превращения энергии электрического поля конденсатора в энергию магнитного поля катушки и обратно.
Период свободных колебаний в идеальном контуре определяется формулой Томсона: T = 2π√(LC).
Собственная частота колебаний: ν = 1/T = 1/(2π√(LC)).
При колебаниях заряд конденсатора, напряжение и сила тока изменяются по гармоническому закону (синус/косинус); ток отстаёт от напряжения на конденсаторе по фазе на π/2.
Полная энергия идеального колебательного контура сохраняется: W = q²/(2C) + Li²/2 = const (равна максимальной энергии электрического или магнитного поля).
Переменный ток: вынужденные электромагнитные колебания; для активного сопротивления сила тока совпадает по фазе с напряжением, для катушки индуктивности напряжение опережает ток на π/2, для конденсатора ток опережает…

Термины и понятия

Колебательный контур: электрическая цепь, состоящая из конденсатора и катушки индуктивности, соединённых последовательно, в которой могут…
Свободные электромагнитные колебания: периодические изменения заряда, напряжения и силы тока в контуре, происходящие без внешнего источника…
Формула Томсона: T = 2π√(LC) — период собственных колебаний в идеальном колебательном контуре.
Переменный ток: электрический ток, сила и направление которого периодически изменяются с течением времени (обычно по гармоническому закону).
Амплитудное значение: максимальное значение периодически изменяющейся величины (силы тока, напряжения).
Действующее (эффективное) значение: значение постоянного тока, который выделяет в проводнике такое же количество теплоты, как и данный…
Трансформатор: электромагнитный аппарат, служащий для изменения напряжения переменного тока без изменения частоты.
Коэффициент трансформации: отношение числа витков первичной обмотки к числу витков вторичной: k = N₁/N₂; для идеального трансформатора k =…

Частые ошибки

Путают амплитудные и действующие значения: приравнивают амплитуду к показаниям приборов или забывают делить на √2.
Неправильно применяют формулу Томсона: забывают извлечь корень или путают прямую и обратную зависимость периода от L и C.
Считают, что в колебательном контуре энергия исчезает; не учитывают, что полная энергия сохраняется, а происходит лишь превращение энергии электрического и магнитного полей.
Ошибаются в фазовых соотношениях: считают, что ток и напряжение на катушке совпадают по фазе (на самом деле напряжение опережает ток на π/2).

Как пройти тему

В курсе «Физика» тема «Электромагнитные колебания и волны: колебательный контур, переменный ток, трансформатор, шкала электромагнитных волн» занимает 2 занятия по 40 минут: репетитор объясняет материал, задаёт вопросы как на экзамене, разбирает ваши ответы и в конце ставит оценку. Это обзор темы, полный разбор — в занятии. ИИ может ошибаться: проверяйте важное по учебнику. Занятия не заменяют живого репетитора и не гарантируют результат на экзамене.

Начать бесплатно Открыть курс

Другие темы раздела

← Предыдущая тема: Электромагнитная индукция: магнитный поток, закон Фарадея, правило Ленца, самоиндукция, индуктивность
Следующая тема: Свет как электромагнитная волна, скорость света, интерференция и дифракция света

Все темы: ЕГЭ по физике