Переходные процессы в электрических цепях

В курсе рассматриваются применения закона электромагнитной индукции и базовые закономерности колебаний в электрических цепях.

Студенты познакомятся с описанием свободных и вынужденных колебаний, квазистационарных процессов, получат представление о спектральном разложении и принципах работы параметрических и автоколебательных систем.

Учебный материал основан на лекциях и семинарах по общей физике, читаемых студентам МФТИ в третьем семестре. Лекционный материал сопровождается наглядными демонстрациями.

Для закрепления знаний и получения навыков решения задач в конце каждой недели студентам предлагается решить проверочные задания в виде теста и четырех задач. Итоговая контрольная работа помимо основного блока заданий содержит задачи повышенной сложности, которые в разное время предлагались студентам МФТИ на семестровых контрольных работах.

• Электромагнитная индукция
• Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца. Относительный характер электрического и магнитного полей. Коэффициенты само- и взаимоиндукции. Теорема взаимности. Магнитная энергия и её локализация в пространстве. Энергетический метод вычисления сил в магнитном поле.
• Квазистационарные процессы в электрических цепях
• Квазистационарные процессы. Процесс установления тока в цепи, содержащей индуктивность. Колебания в линейных системах. Колебательный контур. Свободные затухающие колебания. Коэффициент затухания, логарифмический декремент и добротность. Энергетический смысл добротности.
• Вынужденные колебания
• Вынужденные колебания под действием синусоидальной силы. Резонанс. Амплитудная и фазовая характеристики колебательного контура. Векторные диаграммы. Переходные процессы. Биения. Комплексная форма представления колебаний. Правила Кирхгофа для переменных токов. Работа и мощность переменного тока.
• Спектральное разложение
• Вынужденные колебания под действием несинусоидальной силы. Спектральное разложение. Соотношение неопределенностей. Квадратичное детектирование.
• Параметрические колебания и автоколебания
• Параметрическое возбуждение колебаний. Понятие об автоколебаниях. Обратная связь. Условие самовозбуждения. Роль нелинейности.
• Итоговая контрольная работа
• Контрольная работа по всему курсу с дополнительными задачами повышенной сложности