Вопрос № 175779: здравствуйте уважаемые эксперты, с новым годом, извините за время но вопрос срочный, не могли бы вы помочь решить задачу: колебательный контур состоит из конденсатора и катушки длинной 40 см из медной проволоки, площадь поперечного сечения которой 0,...
Вопрос № 175779:
здравствуйте уважаемые эксперты, с новым годом, извините за время но вопрос срочный, не могли бы вы помочь решить задачу: колебательный контур состоит из конденсатора и катушки длинной 40 см из медной проволоки, площадь поперечного сечения которой 0,1 квадратных миллиметра, найти ёмкость конденсатора, если, если вычисляя период колебаний по приближенной формуле Т=2π√LC, мы допускаем погрешность в 1 процент, учесть что погрешностьε=(T_1-T_2)/T_2 , где Т_1 - период колебаний по приближенной
формуле, а Т_2 - период колебаний по точной формуле. других данных в задаче нет заранее огромное спасибо.
Отвечает SFResid, Модератор :
Здравствуйте, Меженков Виталий евгеньевич. Перепишем выражение ε = (T2 - T1)/T2 (0) в виде: T2 - T1 = ε*T2 (0а). Для упрощения выкладок удобно сделать замену: Т1 = 2*π/ω0 (1); Т2 = 2*π/ωce (1а). Тогда, на основании равенств (см. здесь): ω0 = 1/√(L*C)
(2); ωce = √(ω02 - α2) (2а), α = R/(2*L) (2б), где R - омическое сопротивление катушки, (0а) приобретает вид: 2*π/ωce - 2*π/ω0 = ε*2*π/ωce (3), а после умножения на ω0* ωce /(2*π): ω0 - ωce = ε*ω0 (4). С учётом (2а): ω0 -
√(ω02 - α2) = ε*ω0, или √(ω02 - α2) = ω0*(1 - ε) (4а). Возводим обе части (4а) в квадрат, подставляем ε = 0.01 и решаем относительно α2: α2 = 0.0199*ω02 (5). Подставляя значения α и ω0 из (2б) и (2), решаем отноительно C: C = 0.0796*L/R2 (6). Теперь воспользуемся формулой индуктивности
соленоида: L = μ*μ0*N2*S/L0 (7), где μ - магнитная проницаемость сердечника (в нашем случае μ = 1), μ0 = 4*π*10-7 Гн/м - магнитная постоянная, N - число витков, S = π*Rвит 2 (7а) - площадь витка, Rвит - радиус витка, L0 = 40 см = 0.4 м - длина соленоида; после подстановки (7а) в (7) и μ = 1: L = π*μ0*N2*Rвит 2/L0 (7б) . Омическое сопротивление катушки R = ρ*Lнам/q (8), где ρ = 1.75*10-8 Ом*м - объёмное сопротивление меди, q = 0.1 мм² = 10-7 м² - площадь поперечного сечения проволоки, Lнам = N*Lвит (8а) - длина намотки, Lвит = 2*π*Rвит (8б) - длина витка; после подстановки (8а) и (8б) в (8): R = 2*π*ρ*N*Rвит/q (8в) и R2 = 4*π2*ρ2*N2*Rвит2/q2
(8г). Подставив (7б) и (8г) в (6), после сокращений окончательно имеем: C = 0.0796*μ0*(q/ρ) 2/( 4*π*L0) (9). В числах: : C = 0.0796*4*π*10-7*(10-7/(1.75*10-8)) 2/( 4*π*0.4) = 6.50*10-7 Ф = 0.65 мкФ.
Ответ отправил: SFResid, Модератор
Ответ отправлен: 04.01.2010, 09:28 США, Силиконовая Долина Абонент Skype: boris kamen
Оценка ответа: 5 Комментарий к оценке: Решение полное с достаточным колличеством пояснений. Я очень доволен результатом.
Как сказать этому эксперту "спасибо"?
Отправить SMS
#thank 258343
на номер 1151 (Россия) |
Еще номера »
Вам помогли? Пожалуйста, поблагодарите эксперта за это!
Оценить выпуск »
Нам очень важно Ваше мнение об этом выпуске рассылки!
* Стоимость одного СМС-сообщения от 7.15 руб. и зависит от оператора сотовой связи.
(полный список тарифов)
** При ошибочном вводе номера ответа или текста #thank услуга считается оказанной, денежные средства не возвращаются.
*** Сумма выплаты эксперту-автору ответа расчитывается из суммы перечислений на портал от биллинговой компании.