Номер 1, страница 82 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

1. В чём различие между свободными и вынужденными электрическими колебаниями?

1. Различие между свободными и вынужденными электрическими колебаниями заключается в причине их возникновения, частоте, характере изменения амплитуды и энергетическом балансе.

Свободные электрические колебания:

• Возникают в колебательной системе (например, в LC-контуре) после того, как она выводится из состояния равновесия и предоставляется самой себе. Это происходит за счет первоначально запасенной энергии (например, в заряженном конденсаторе или в магнитном поле катушки).
• Происходят при отсутствии внешнего периодического воздействия.
• Частота свободных колебаний является собственной (резонансной) частотой системы и определяется её внутренними параметрами — индуктивностью $L$ и ёмкостью $C$. Период таких колебаний в идеальном контуре находится по формуле Томсона: $T_0 = 2\pi\sqrt{LC}$.
• В реальных системах свободные колебания всегда являются затухающими, так как из-за наличия сопротивления $R$ энергия постепенно расходуется на нагрев, и амплитуда колебаний со временем уменьшается.

Вынужденные электрические колебания:

• Возникают в цепи под действием внешней периодически изменяющейся электродвижущей силы (ЭДС), например, от генератора переменного тока.
• Происходят при постоянном притоке энергии от внешнего источника, который компенсирует потери энергии в цепи.
• Частота вынужденных колебаний равна частоте внешней ЭДС и не зависит от собственных параметров системы.
• В установившемся режиме вынужденные колебания являются незатухающими — их амплитуда остается постоянной. Величина этой амплитуды зависит от параметров цепи и частоты внешней ЭДС. При приближении частоты внешней ЭДС к собственной частоте контура наблюдается явление резонанса — резкое увеличение амплитуды колебаний.

Ответ: Основные различия: 1) Свободные колебания возникают за счет начального запаса энергии и происходят на собственной частоте системы, а вынужденные — под действием внешней периодической силы на её частоте. 2) Свободные колебания всегда затухают из-за потерь энергии, а вынужденные являются незатухающими, так как потери энергии компенсируются внешним источником.