Задачи для самостоятельной подготовки "УчУ"




Задача № 11812
t, мксU, В56224392560728896-1111

На графике даны изменяющиеся со временем значения напряжения на концах конденсатора в некотором колебательном контуре. Какой максимальный ток протекает через данный колебательный контур, если ёмкость конденсатора в нём равна 1,744 мкФ?


Решение и ответ:
Ответ: ≈0,359
в виде формулы:0.35873996110992

Согласно закону сохранения энергии, энергия в колебательном контуре перетекает из электрического поля в магнитное и наоборот: WC + WL = const. Откуда следует, что: WCmax + WL = WC + WLmax.
Когда в конденсаторе накоплен максимум энергии (WCmax), в катушке энергии нет (WL = 0); когда в катушке максимальная энергия (максимальный ток, WLmax) - в конденсаторе её не осталось (он разрядился, WC = 0). Таким образом: WCmax = WLmax, откуда:
CUmax2
2
=
LImax2
2
, далее: CUmax2 = LImax2 и: Imax2 =
CUmax2
L
.
Используем формулу Томсона: период колебаний контура T = 2π
LC
.
Выразим отсюда индуктивность L: T2 = 4π2LC, откуда: L =
T2
2C

Подставим полученное выражение в формулу максимального тока: Imax2 =
2C2Umax2
T2
, откуда: Imax =
2πCUmax
T
.
Выберем по графику две произвольных отметки, соответствующие периоду колебаний: например t1 = 56 мкс и t2 = 392 мкс (можно и другие), откуда найдём период колебаний: T = 392 мкс - 56 мкс = 336 мкс.
Также по графику можно увидеть, что амплитудное (максимальное) значение напряжения составляет Umax = 11 В.
Выразим в СИ и подставим известные значения в формулу максимального тока: Imax =
2×π×1,744×10-6×11
3,36×10-4
0,359 А
, что и является ответом.


Решения этой задачи от наших учеников:
Не оценено.

Похожие задачи: 11615, 14303, 14320.

Нашли ошибку? Сообщите нам!
Не хватает табличных данных? Посмотрите в справочнике!

Тема: Электродинамика (магнетизм).