振荡电路包括一个电感为 5 mH 的线圈和一个带有玻璃电介质的扁平电容器。电容器板之间的距离为 6 mm,板面积为 90 cm2。需要确定如果将电容器的玻璃层替换为空气,电路的振荡频率和周期将改变多少。众所周知,ε1 = 7, ае2 = 1.为了解决这个问题,我们使用考虑介电常数的电容器电容计算公式:其中C是电容器的电容,ε是介电常数,S是极板面积, d 是板之间的距离。让我们计算一下玻璃电介质电容器的电容: 代入这些值,我们得到: C1 = 7 * 90 / 0.6 = 1050 pF 让我们计算具有气隙的电容器的电容: 让我们替换这些值,同时考虑到 ε2 = 1:C2 = 1 * 90 / 0.6 = 150 pF 利用计算电路中振荡频率的公式: 其中L是线圈的电感,C是电容器的电容,f是振荡频率,我们计算出振荡频率具有玻璃电介质的电路:f1 = 1 / (2π * √(5 * 10-3 * 1050 * 10-12)) ≈ 1.41 MHz 让我们计算一下有气隙的电路的振荡频率: f2 = 1 / (2π * √(5 * 10-3 * 150 * 10-12)) ≈ 2.65 MHz 因此,用空气层代替玻璃层将导致电路的振荡频率从 1.41 MHz 增加到 2.65 MHz。因此,电路的振荡周期将从708 ns减少到377 ns。这是由于空气的介电常数小于玻璃,从而增加了电容器的电容,从而减少了振荡周期并提高了频率。问题已经解决了。
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产品描述:
该产品是一个振荡电路,包括一个电感为 5 mH 的线圈和一个带有玻璃电介质的扁平电容器。电容器极板之间的距离为 6 mm,极板面积为 90 cm^2。
为了解决问题40174,需要考虑到问题陈述中提出用空气层代替电容器的玻璃层,其中ε1=7,ε2=1。
为了计算这种情况下电路振荡的频率和周期的变化,有必要使用基于电磁学和电动力学定律的适当公式。
确定振荡电路振荡频率的计算公式如下:
f = 1 / (2π√(LC))
其中L是线圈的电感,C是电容器的电容。
确定振荡电路振荡周期的计算公式如下:
T = 1 / f
使用问题条件中的数据,您可以将它们代入公式并进行必要的计算。
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