Решить задачу. Физика 11кл Ученик проводит эксперимент с колебаиельным контуром. Известно, что емкость конденсатора C=2 мкФ, индуктивность катушки L= 50мкГн, а амплитуда колебаний тока равна lm=1 A. В некоторой момент времени ученик изменил ток в катушек и получил значение i=0,8A. Найдите амплитуду колебаний системы, энергию электрического поля и мгновенное значение напряжения в данный момент времени.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для нахождения амплитуды колебаний системы можно воспользоваться формулой для реактивного сопротивления колебательного контура:

XL = ωL, где XL - реактивное сопротивление катушки, ω - циклическая частота колебаний, L - индуктивность катушки.
XC = 1/(ωC), где XC - реактивное сопротивление конденсатора, C - ёмкость конденсатора.

Так как система является колебательным контуром, резонансное сопротивление будет равно нулю:

XL = XC
ωL = 1/(ωC)
ω^2 = 1/(LC)
ω = 1/(sqrt(LC)) = 1/(sqrt(50 10^-3 2 * 10^-6)) = 1/(0.01) = 100 рад/с

Амплитуда колебаний системы равна амплитуде тока:
Im = 1 A

Энергия электрического поля в колебательном контуре выражается формулой:
W = (1/2)CU^2, где W - энергия электрического поля, C - ёмкость конденсатора, U - напряжение на конденсаторе.

Мгновенное значение напряжения в данный момент времени:
U = Im XL = 1 A 50 * 10^-3 Гн = 0,05 В

W = (1/2) 2 10^-6 * (0,05)^2 = 0,00000125 Дж

Итак, амплитуда колебаний системы составляет 1 A, энергия электрического поля равна 0,00000125 Дж, мгновенное значение напряжения в данный момент времени равно 0,05 В.