Задача С1 для подготовки к ЕГЭ по физике по теме «Колебательный контур», 11 класс.
К колебательному контуру подсоединили источник тока на клеммах которого напряжение гармонически меняется с частотой.
Электроемкость конденсатора колебательного контура можно плавно менять от минимального значения Смин до максимального Смакс, а индуктивность его катушки постоянна.
Ученик постепенно увеличивал ёмкость конденсатора от минимального значения, до максимального и обнаружил, что амплитуда силы тока все время возрастала. Опираясь на свои знания по электродинамике, объясните наблюдения ученика.
К данной задаче не прилагался рисунок, но что представляет из себя колебательный контур учащиеся 11-го класса должны знать.
Итак, колебательный контур представляет из себя систему, состоящую из катушки индуктивности и конденсатора (в данной задаче — конденсатора переменной ёмкости). Собственная частота колебаний такого контура определяется по формуле:
Причём, к контуру подсоединяется источник переменного тока, следовательно, имеем цепь переменного тока. При увеличении ёмкости конденсатора, уменьшается полное сопротивление цепи, вычисляемое по формуле
а, следовательно, увеличивается сила тока в цепи (согласно закону Ома):
Так как сила тока всё время увеличивается, то явления резонанса не возникает. То есть изменяющаяся собственная частота колебаний контура не совпадает с изменяющейся частотой источника тока.
Эта формула для импеданса работает для последовательно соединенных катушки конденсатора. Из условия задачи они скорее соединены параллельно. Хотя хорошо бы автор указал точно.
Частота источника тока по условию не изменяется.