Колебательный контур, или LC-контур, представляет собой электрическую цепь, состоящую из конденсатора (ёмкость ( C )) и катушки индуктивности (индуктивность ( L )). Такой контур способен совершать гармонические колебания с определённой частотой, которая зависит от значений ( L ) и ( C ).
Для нахождения периода собственных колебаний рассмотрим, что собственная частота колебаний ( \omega_0 ) в контуре определяется формулой:
[ \omega_0 = \frac{1}{\sqrt{LC}} ]
Где:
- ( \omega_0 ) — угловая частота собственных колебаний (в радианах в секунду),
- ( L ) — индуктивность (в Генри, Гн),
- ( C ) — ёмкость (в Фарадах, Ф).
Для нахождения периода собственных колебаний ( T ) используем связь угловой частоты и периода:
[ T = \frac{2\pi}{\omega_0} ]
Теперь подставим выражение для ( \omega_0 ) в формулу для периода:
[ T = 2\pi \sqrt{LC} ]
Подставим значения емкости и индуктивности в формулу:
- ( C = 800 \ \text{пФ} = 800 \times 10^{-12} \ \text{Ф} ),
- ( L = 2 \ \text{мкГн} = 2 \times 10^{-6} \ \text{Гн} ).
Вставляем эти значения в формулу для периода:
[ T = 2\pi \sqrt{(2 \times 10^{-6} \ \text{Гн}) \cdot (800 \times 10^{-12} \ \text{Ф})} ]
Выполним вычисления внутри корня:
[ T = 2\pi \sqrt{2 \times 800 \times 10^{-18}} ]
[ T = 2\pi \sqrt{1600 \times 10^{-18}} ]
[ T = 2\pi \sqrt{1.6 \times 10^{-15}} ]
Теперь извлечем корень:
[ T = 2\pi \times 1.26 \times 10^{-7} \ \text{с} ]
И окончательно вычислим период:
[ T \approx 7.92 \times 10^{-7} \ \text{с} ]
Таким образом, период собственных колебаний колебательного контура составляет примерно ( 7.92 \times 10^{-7} \ \text{секунд} ) или ( 0.792 \ \mu\text{с} ).