Номер 1, страница 90 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

1. При каких условиях в электрической цепи возникают вынужденные электромагнитные колебания?

Вынужденные электромагнитные колебания — это незатухающие колебания заряда, силы тока и напряжения в электрической цепи, которые происходят под действием внешнего периодического источника электромагнитной энергии. Для возникновения таких колебаний необходимо выполнение следующих условий:

1. Наличие в цепи внешнего источника переменной ЭДС (электродвижущей силы)

Это основное условие. В электрическую цепь должен быть включен источник, ЭДС которого изменяется периодически со временем, например, по гармоническому закону: $ E(t) = E_{max} \cos(\omega t) $. Таким источником может быть, например, генератор переменного тока. Этот внешний источник выполняет роль "вынуждающей силы", он непрерывно поставляет энергию в цепь.

2. Наличие в цепи колебательной системы (колебательного контура)

Чтобы в цепи могли происходить колебания, она должна содержать элементы, способные накапливать и обмениваться энергией. Такой системой является колебательный контур, состоящий как минимум из катушки индуктивности ($L$) и конденсатора ($C$). Энергия периодически переходит из электрического поля конденсатора в магнитное поле катушки и обратно.

3. Компенсация потерь энергии

Любая реальная электрическая цепь обладает активным сопротивлением ($R$). При протекании тока по этому сопротивлению часть энергии необратимо теряется, превращаясь в тепло (согласно закону Джоуля-Ленца). В режиме свободных колебаний эти потери привели бы к их быстрому затуханию. В режиме вынужденных колебаний внешний источник ЭДС как раз и восполняет эти потери энергии на каждом периоде, что позволяет поддерживать колебания незатухающими.

Таким образом, вынужденные электромагнитные колебания возникают в цепи, содержащей колебательный контур (L и C) и активное сопротивление (R), если эта цепь подключена к внешнему источнику переменной ЭДС, который компенсирует потери энергии и задает частоту колебаний.

Ответ: Вынужденные электромагнитные колебания возникают в электрической цепи, если она содержит колебательный контур (катушку индуктивности и конденсатор) и подключена к внешнему источнику переменной ЭДС (например, генератору переменного тока), который восполняет потери энергии в цепи и заставляет систему колебаться со своей частотой.