Катушка барысындағы индуктивтің хабарламасы 10-6 Гн болатын катушка мен әр астарының 100 см2 көлеміне ие жазықтық
Катушка барысындағы индуктивтің хабарламасы 10-6 Гн болатын катушка мен әр астарының 100 см2 көлеміне ие жазықтық конденсатордан тұрады. Контур 2·107 Гц жиылдықта резонансқа табылады. Конденсатордың астар араы қашықтығы қалай?
19.11.2023 09:36
Пояснение:
Для решения данной задачи мы можем использовать формулу для расчета индуктивности катушки и формулу для расчета резонансной частоты контура.
Индуктивность катушки можно расcчитать с помощью формулы:
L = (N^2 * μ₀ * A) / l,
где L - индуктивность катушки,
N - число витков катушки,
μ₀ - магнитная постоянная (4π * 10^-7 Гн/м),
A - площадь сечения катушки,
l - длина катушки.
Зная индуктивность катушки, мы можем рассчитать ее резонансную частоту с помощью формулы:
f₀ = 1 / (2π√(LC)),
где f₀ - резонансная частота контура,
L - индуктивность катушки,
C - емкость конденсатора.
Теперь мы можем решить задачу и рассчитать расстояние между пластинами конденсатора:
1. Воспользуемся формулой для расчета индуктивности катушки:
L = (N^2 * μ₀ * A) / l.
Подставим известные значения:
L = (1^2 * (4π * 10^-7) * 100 * 10^-4) / 10^-6 = 0.4 Гн.
2. Зная индуктивность катушки, можем рассчитать резонансную частоту контура:
f₀ = 1 / (2π√(LC)).
Подставим значения:
2 * 10^7 = 1 / (2π√((0.4 * 10^-6) * C)).
Решим уравнение относительно C:
C = 1 / (4π^2 * 10^14 * (0.4 * 10^-6)^2) ≈ 1.97 * 10^-11 Ф.
3. И наконец, найдем расстояние между пластинами конденсатора:
C = ε₀ * (A / d).
d = A / (C * ε₀).
Подставляем известные значения:
d = (100 * 10^-4) / (1.97 * 10^-11 * 8.85 * 10^-12) ≈ 5.65 * 10^-2 м.
Совет:
Чтобы лучше понять эту тему, рекомендуется внимательно ознакомиться с формулами для расчета индуктивности и резонансной частоты контура.
Задание для закрепления:
Чему будет равно расстояние между пластинами конденсатора, если индуктивность катушки равна 0.8 Гн, а емкость конденсатора равна 2 * 10^-9 Ф?
Описание: Индуктивность (L) катушки зависит от его геометрических параметров и свойств материала. Для данной задачи, нам дано, что индуктивность катушки равна 10-6 Гн (Генри) и её площадь каждого витка равна 100 см2.
Также, известно, что контур достигает резонанса при частоте 2·107 Гц.
Для нахождения разности потенциалов (напряжения) на конденсаторе (Vc) можем использовать формулу резонансной частоты (fr):
fr = 1 / (2π√(LC))
где:
fr - резонансная частота
L - индуктивность (в данном случае 10-6 Гн)
C - ёмкость конденсатора
Мы уже знаем значение fr и L, поэтому можем найти C:
C = 1 / (4π2·L·fr2)
Для этого нам нужно только подставить известные значения в формулу и решить:
C = 1 / (4π2·10-6·(2·107)2)
Вычисляя данное выражение, мы найдем ёмкость конденсатора (C).
Пример: Найдите ёмкость конденсатора. Индуктивность катушки равна 10-6 Гн, а резонансная частота составляет 2·107 Гц.
Совет: Чтобы лучше понять данную тему, рекомендуется изучить основные понятия и формулы, связанные с индуктивностью и ёмкостью.
Дополнительное задание: Предположим, что индуктивность катушки составляет 8·10-6 Гн, а резонансная частота равна 5·106 Гц. Найдите ёмкость конденсатора.