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

Теориялық бөлім

q зарядтың, I ток күшінің және U кернеудің периодты өзгерістері электрлік тербелістер деп аталады. Тербелмелі контурда еркін электрлік гармониялық тербелістер төмендегі заңдылықпен өтеді:

q = q₀ cos (ωt + φ₀).

Еркін тербелістер кезінде конденсаторда жинақталған электр энергиясының катушканың магнит энергиясына және керісінше периодты ауысуы болады. Идеал тербелмелі контурдағы толық электромагниттік энергия шамасы тұрақты:

Еркін тербелістердің меншікті жиілігі

Еркін тербелістердің периоды

Периодты өзгермелі сыртқы күштердің әсерінен тербелмелі жүйеде пайда болатын тербелістер еріксіз тербелістер деп аталады.

Компьютерлік модель

Электромагниттік тербелістерді зерттеу үшін Excel кестелік процессорын пайдаланамыз. Компьютерлік модельдеу тапсырмалары Электромагниттік тербелістер.xlsx. файлында көрсетілген. Бұл файл үш кезеңнен тұрады.

1 кезең: Теориялық сұрақтарға жауап.

2 кезең:

1. Бастапқы сандық мәліметтерді келесі ұяшықтарға енгізу:

1) С18: ток күшінің бастапқы мәні;

2) С19: бастапқы уақыттағы конденсатор заряды;

3) С20: контурдың актив кедергісінің мәні;

4) С21: катушка индуктивтілігі;

5) С22: конденсатор сыйымдылығы;

6) С31: жартылай интервалдар әдісі арқылы теңдеуді шешу кезінде нөлге тең деп алынатын бастапқы уақыт мезеті;

7) С32: соңғы уақыт мезеті.

Мәліметтер мысалы:

2. С33-те бағдарлама қадамын есептеу. Интервалдар саны кесте бойынша анықталады.

3. Есептеу:

1) өшу коэфициентін (С24);

2) меншікті тербеліс жиілігін (С25);

3) меншікті тербеліс периодын (С26);

4) сындық кедергі мәні (С29).

4. I(t) және q(t) графиктерін тұрғызу үшін кестені толқыту, жоғарыдағы есептеуіш формулаларды қолданып екі график алу қажеттігін ескеріңіз, I(t) және q(t) тәуелділіктерінің масштабы әртүрлі.

Есептеуіш формулалар

• Графиктерді тұрғызу

3 кезең: Жасалған жұмыс бойынша қорытынды.