Вопрос школьника
Конденсатор, емкость которого С = 0,2 мкФ, зарядили до напряжения U0= 100 В и соединили с катушкой индуктивностью L = 1 мГн В определенный момент времени t в результате разрядки конденсатора напряжение на нем стало равным U = 50 В, а в катушке сила
Ответ от учителя
электромагнитного поля достигла максимального значения. Какова величина этой силы?
Для решения данной задачи необходимо использовать закон сохранения энергии в электрической цепи, состоящей из конденсатора и катушки индуктивности. При зарядке конденсатора энергия электрического поля накапливается в его обкладках, а при разрядке эта энергия переходит в энергию магнитного поля катушки.
Из закона сохранения энергии следует, что энергия, накопленная в конденсаторе при зарядке, равна энергии магнитного поля катушки при максимальном значении силы электромагнитного поля. Можно записать это равенство в виде:
1/2 * C * U0^2 = 1/2 * L * I^2
где C — емкость конденсатора, U0 — начальное напряжение на конденсаторе, L — индуктивность катушки, I — сила тока в катушке.
После разрядки конденсатора напряжение на нем стало равным U = 50 В. Используя формулу для заряда конденсатора, можно найти заряд, который остался на нем после разрядки:
Q = C * U = 0,2 мкФ * 50 В = 10 мкКл
Зная заряд на конденсаторе, можно найти ток в катушке в момент разрядки:
I = Q / L = 10 мкКл / 1 мГн = 10 А
Таким образом, сила электромагнитного поля в катушке в момент разрядки конденсатора равна 10 А.
