Elektromágneses rezgések keltése
A tekercsből és kondenzátorból álló áramköröket elektromos rezgőkörnek nevezzük.
Vajon miért? Vizsgáljuk meg egy rezgőkör működését!
1. feladat
Az animáció segítségével vizsgáld meg, mi történik az áramkörben, ha egy feltöltött kondenzátort ideális tekercsen keresztül rövidre zárunk! A grafikonon megfigyelhető, hogyan változik az áramkörben folyó áram erőssége és a kondenzátor feszültsége.
Segítő kérdések
a) Miért indul meg áram az áramkörben, ha a kondenzátort rövidre zárjuk?
b) Hogyan változik a kondenzátor töltése és a kondenzátorlemezek között lévő elektromos tér a folyamat során?
c) Hogyan változik a tekercs által létrehozott mágneses mező a folyamat során?
d) Hogyan változik az áramkörben az áramerősség, ha a kondenzátor feszültsége csökken, illetve nő?
e) Mit mondhatunk a kondenzátor feszültségéről, amikor a körben nem folyik áram?
f) Mit mondhatunk a kondenzátor feszültségéről, amikor az áramkörben az áramerősség maximális?
g) Amikor a kondenzátor feszültsége nullára csökken, a töltések áramlása nem szűnik meg. Mi hajtja tovább a töltéseket az áramkörben?
h) Mekkora a fáziseltolódás az áramkör árama és a kondenzátor feszültsége között?
i) Mitől és hogyan függ a kondenzátor elektromos mezejének energiája?
j) Mikor maximális a kondenzátor elektromos mezejének energiája? Mekkora ebben a helyzetben a tekercs mágneses mezejének energiája?
k) Mitől és hogyan függ a tekercs mágneses mezejének energiája? Mekkora ebben a helyzetben a kondenzátor elektromos mezejének energiája?
l) Fogalmazd meg, hogyan teljesül az energiamegmaradás törvénye az áramkörben!
m) A valóságban nem létezik ideális rezgőkör. Mi változik, ha a veszteségeket is figyelembe vesszük?
2. feladat
Változtasd a rezgőkör paramétereit, és figyeld meg a rezgőkör áramának, valamint a kondenzátor feszültségének változását!