Сабақ тақырыбы: Контурдағы еркін гармониялық тербелістердің теңдеуі. Электромагниттік тербелістерді компьютерлік модельдеу. Физика, 11 сынып, презентация.

Сабақ тақырыбы: Контурдағы еркін гармониялық тербелістердің теңдеуі. Электромагниттік тербелістерді компьютерлік модельдеу.

Оқу мақсаты:

11.4.2.3 - компьютерлік модельдеу арқылы зарядтың және ток күшінің уақытқа графикалық тәуелділігін зерттеу.

Сабақ мақсаттары:

1. Білім берушілік: тақырып бойынша білімді жалпылау және жүйелеу, білім, білік, дағдыларды тексеру.

Тақырыпқа деген қызығушылықты арттыру үшін жұмысты тірек конспектілер көмегімен жүргізу керек.

2. Тәрбиелеушілік: дүниетанымдық түсінікті тәрбиелеу (қоршаған әлемдегі себеп – салдарлық байланыстар), оқушылардың коммуникативтік мәдениетін

3. Дамытушылық: ойлау мен ақыл-ойдың дербестігін дамыту, зерттелген материал бойынша қорытынды жасай білу, логикалық ойлауды дамыту, физикалық терминологияны қамтитын сауатты ауызша сөйлеуді дамыту.

Сабақ түрі: білімдерді жүйелеу мен жалпылау.

Тақырып бойынша есептердің төрт тобы:

1. Гармониялық тербелістердің жалпы заңдылықтарын қолдануға арналған есептер.

4. Табиғаты әр түрлі толқындар туралы есептер.

Электромагниттік тербелістер - бұл зарядтың, ток күшінің және кернеудің периодты және шамамен периодты өзгерістері.

Тербелмелі контур – жалғағыш сымдардан, индуктивті катушкадан және актив кедергісі нөлге тең конденсатордан тұратын тізбек.

Еркін тербелістер – жүйенің өзінің параметрлері (L, C) арқылы анықталатын жиілікпен бастапқы энергия қорының нәтижесінде болатын тербелістер.

Электромагниттік тербелістердің таралу жылдамдығы жарық жылдамдығына тең:

Тербелістердің негізгі сипаттамалары:

Тербелмелі контур сұлбасы

Электромагниттік тербелістер энергияның сақталу заңына сәйкес конденсатордың электр энергиясының катушканың магнит энергиясына және керісінше периодты ауысуы

№1 есеп (үй тапсырмасы)

Тербелмелі контур сыйымдылығы 800 пФ конденсатордан және индуктивтілігі 2 мкГн катушкадан тұрады. Контурдың меншікті тербелістерінің периоды неге тең?

№2 есеп (үй тапсырмасы)

.

Тербелмелі контур сыйымдылығы С конденсатордан және индуктивтілігі L катушкадан тұрады. Конденсатордың сыйымдылығы мен катушканың индуктивтілігін 3 есе арттырсақ, контурдағы еркін электромагниттік тербелістердің периоды қалай өзгереді?

№3 есеп (үй тапсырмасы)

Тербелмелі контурдағы еркін тербелістер кезінде ток күшінің амплитудасы 100 мА. Тербелмелі контур сыйымдылығы 800 пФ конденсатордан және индуктивтілігі 2 мкГн катушкадан тұрса, тербелмелі контур конденсаторындағы кернеу амплитудасы неге тең? Актив кедергі ескерілмейді.

Контурдағы электромагниттік тербелістер сұлбасы

Wlmax=

Wcmax=

Зарядтың, кернеудің, ток күшінің, конденсатордың электр энергиясының, индуктивті катушканың магнит энергиясының уақыт бойынша өзгерістерінің графикалық тәуелділігі

Контурдағы тербелмелі процестерді сипаттайтын теңдеулер:

Тербелмелі контурдағы ток күшінің уақытқа тәуелділік графиктерінен 1 мкс пен 2 мкс аралығында тербелмелі контурда қандай энергия түрленулері болатынын анықтау.

1. Катушканың магнит өрісінің энергиясы максимум мәніне дейін артады;

2. Катушканың магнит өрісінің энергиясы конденсатордың электр өрісінің энергиясына түрленеді;

3. Конденсатордың электр өрісінің энергиясы максимал мәнінен "0"-ге дейін азаяды;

4. Конденсатордың электр өрісінің энергиясы катушканың магнит өрісінің энергиясына түрленеді.

Есеп № 1

Есеп № 2.

Есеп № 3 (үй тапсырмасы)

Конденсатор астарларындағы кернеудің уақытқа тәуелділік графигі берілген. 0 мен 2 мкс аралығында тербелмелі контурда қандай энергия түрленулері болатынын анықтау?

1. Катушканың магнит өрісінің энергиясы максимум мәніне дейін артады;

2. Катушканың магнит өрісінің энергиясы конденсатордың электр өрісінің энергиясына түрленеді;

3. Конденсатордың электр өрісінің энергиясы максимал мәнінен "0"-ге дейін азаяды;

4. Конденсатордың электр өрісінің энергиясы катушканың магнит өрісінің энергиясына түрленеді. 

Есеп № 4 (үй тапсырмасы)

Конденсатор астарларындағы кернеудің уақытқа тәуелділік графигі берілген. 0 мен 2 мкс аралығында конденсатор энергиясы қанша рет ең үлкен мәніне жетеді? 0 мен 2 мкс аралығында катушка энергиясы қанша рет ең үлкен мәніне жетеді? График бойынша кернеудің амплитудалық мәнін, периодын, циклдық жиілігін, сызықтық жиілігін анықтаңыз және кернеудің уақытқа тәуелділік теңдеуін жазыңыз.

Есеп № 5,6.

Есеп № 7.

Тербелмелі контурдағы конденсатор астарларындағы заряд q = 3·10–7cos800πt заңдылығымен өзгереді. Контур индуктивтілігі 2 Гн. Актив кедергіні ескермей, конденсатордың электрсыйымдылығын, конденсатор электр энергиясының және индуктивті катушканың магнит өрісі энергиясының максимал мәнін анықта.

Есеп № 8.

Идеал тербелмелі контурда еркін электромагниттік тербелістер өтуде. Кестеде тербелмелі контурдағы конденсатор зарядының уақыт бойынша өзгерісі көрсетілген

1. Зарядтың уақытқа тәуелділік теңдеуін жазу. Заряд тербелісінің амплитудасын, периодын, циклдық жиілігін, сызықтық жиілігін анықта.

2.Егер конденсатор сыйымдылығы 50 пФ болса, t = 5 мкс уақытта катушканың магнит өрісінің энергиясы неге тең?

Үй тапсырмасы. Ток күшінің уақытқа тәуелділік теңдеуін жаз. Ток күші тербелісінің амплитудасын анықта. Ток күшінің уақытқа тәуелділігінің графигін құрастыр.

2

Өзіндік жұмыс:

Оқу мақсаты:

11.4.2.3 - компьютерлік модельдеу арқылы зарядтың және ток күшінің уақытқа графикалық тәуелділігін зерттеу.