Question

Уравнение силы тока от времени в колебательном контуре имеет вид
i=10^-4*cos(частота*t+пи/2). Какой будет энергия конденсатора и катушки в тот момент времени, когда сила тока в цепи 10^-4 А?
Варианты ответов:
А) энергия конденсатора max, а энергия катушки равна 0;
Б) энергия конденсатора равна 0, а энергия катушки max;
В) энергия между конденсатором и катушкой распределена поровну;
Г) энергия конденсатора и катушки равны 0;

Answer 1

U = 10·cos (2·10³·π·t), C = 2,6·10⁻⁸ Ф

ω = 2·10³·π рад/с
Период электромагнитных колебаний: T = 2π/ω = 2π/2·10³·π = 10⁻³ с.

ω = 1/√((LC)
Индуктивность контура: L = 1/(ω²C) = 1/((2·10³·π)²·2,6·10⁻⁸) ≈ 10⁻³ Гн

Максимальная энергия электрического поля: Eэ = (C·Umax²)/2 = (2,6·10⁻⁸·10²)/2 = 1,3·10⁻⁶ Дж.

Максимальная энергия магнитного поля: Eм = Eэ = 1,3·10⁻⁶ Дж.

Eм = (L·Imax²)/2
Амплитуда тока: Imax = √(2·Eм/L) = √(2·1,3·10⁻⁶/10⁻³) ≈ 0,16 А.

 Зависимость силы тока от времени: I = Imax·sin (2·10³·π·t) = 0,16·sin (2·10³·π·t)