Для определения периода и частоты собственных электромагнитных колебаний в колебательном контуре необходимо использовать формулы, связанные с параметрами индуктивности (L) и ёмкости (C).
- Определение периода собственных колебаний:
Период собственных колебаний (T) в идеальном LC-контуре определяется формулой:
[ T = 2\pi \sqrt{LC} ]
Где:
- ( L ) — индуктивность катушки в Генри (Гн),
- ( C ) — ёмкость конденсатора в Фарадах (Ф).
Подставим данные из условия задачи:
- ( L = 1 \text{ мГн} = 1 \times 10^{-3} \text{ Гн} ),
- ( C = 100 \text{ нФ} = 100 \times 10^{-9} \text{ Ф} ).
Теперь подставим значения в формулу:
[ T = 2\pi \sqrt{(1 \times 10^{-3}) \cdot (100 \times 10^{-9})} ]
Выполним вычисления внутри корня:
[ 1 \times 10^{-3} \times 100 \times 10^{-9} = 100 \times 10^{-12} = 10^{-10} ]
Теперь извлечем квадратный корень:
[ \sqrt{10^{-10}} = 10^{-5} ]
Подставим это значение в формулу для периода:
[ T = 2\pi \times 10^{-5} ]
Таким образом, период собственных колебаний:
[ T \approx 6.28 \times 10^{-5} \text{ секунд} = 62.8 \text{ мкс} ]
- Определение частоты собственных колебаний:
Частота собственных колебаний (f) является обратной величиной периода:
[ f = \frac{1}{T} ]
Используем найденное значение периода:
[ f = \frac{1}{62.8 \times 10^{-6}} ]
Выполним вычисления:
[ f \approx \frac{1}{62.8 \times 10^{-6}} \approx \frac{10^6}{62.8} ]
Посчитаем частоту:
[ f \approx 15.92 \times 10^3 \text{ Гц} = 15.92 \text{ кГц} ]
Итак, период собственных электромагнитных колебаний контура составляет примерно ( 62.8 \text{ мкс} ), а частота — около ( 15.92 \text{ кГц} ).