Идеальный колебательный контур состоит из катушки индуктивностью L= 0,40 Гн и конденсатора ёмкостью C = 20 мкФ. Амплитудное значение силы тока в контуре Iо=0,10 А. Определите напряжение на конденсаторе в тот момент , когда энергия электрического поля равна энергии магнитного поля.


Максимальная энергия катушки:

$E_m=\frac{LI^2}{2}$          (1)

Когда энергии катушки и конденсатора равны, их энергии равны половине максимальной энергии.  Тогда для этого момента энергия конденсатора:

$E_c=\frac{LI^2}{4}$           (2)

С другой стороны, энергия конденсатора может быть выражена формулой:

$E_c=\frac{CU^2}{2}$            (3)

Приравняем правые части (2) и (3):

$\frac{LI^2}{4}=\frac{CU^2}{2}$          (4)                 Откуда находим напряжение:    

$U=\sqrt{\frac{LI^2}{2C}}$              $U=\sqrt{\frac{0,4*0,1^2}{2*20*10^{-6}}}=10$  Вольт

Комментарии

  1. Откуда в формуле 2с,если два сокращается

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. В формуле (4) умножим обе части на 4: \(LI_0^2=2CU^2\) откуда искомое напряжение \(U=\sqrt{\frac{LI_0^2}{2C}}\)

      Удалить

Отправить комментарий

Здесь вы можете оставить ваш комментарий.