Вопрос школьника
Конденсатор ёмкостью С = 50 пФ подключили к источнику тока с ЭДС ε = 3 В, а затем к катушке с индуктивностью L = 5,1 мкГн. Записать зависимость от времени заряда, силы тока и напряжения
Ответ от учителя
На начальном этапе, когда конденсатор еще не зарядился, сила тока будет максимальной, так как сопротивление цепи на этом этапе будет минимальным. Напряжение на конденсаторе будет равно нулю.
После подключения конденсатора к источнику тока, начнется процесс зарядки. Заряд конденсатора будет увеличиваться со временем, а сила тока будет уменьшаться. Зависимость заряда конденсатора от времени описывается формулой:
Q = C * ε * (1 — e^(-t/(R * C)))
где Q — заряд конденсатора, С — ёмкость конденсатора, ε — ЭДС источника тока, t — время, R — сопротивление цепи.
В данном случае сопротивление цепи будет равно сумме сопротивления источника тока и сопротивления катушки:
R = R_источника + L
где L — индуктивность катушки.
Зависимость силы тока от времени описывается формулой:
I = ε / (R * (1 — e^(-t/(R * C))))
где I — сила тока.
Зависимость напряжения на конденсаторе от времени описывается формулой:
U = ε * (1 — e^(-t/(R * C)))
где U — напряжение на конденсаторе.
При достижении конденсатором максимального заряда, сила тока станет равной нулю, а напряжение на конденсаторе будет равно ЭДС источника тока.
