Вопрос школьника
Заряд конденсатора колебательного контура увеличили в 2 раза. Как изменились при этом амплитуды колебаний:
а) напряжения (Um);
б) энергии электрического поля (Ет) конденсатора;
в) энергии магнитного поля (Емагт) катушки индуктивности;
г) силы тока (Iт)?
Ответ от учителя
В колебательном контуре, состоящем из конденсатора и катушки индуктивности, энергия переходит между электрическим и магнитным полями. При изменении заряда конденсатора в 2 раза, изменятся и другие параметры контура.
а) Напряжение на конденсаторе пропорционально заряду и обратно пропорционально емкости. При увеличении заряда конденсатора в 2 раза, напряжение на нем также увеличится в 2 раза.
б) Энергия электрического поля конденсатора выражается формулой: Ет = (Q²/2С), где Q — заряд конденсатора, С — его емкость. При увеличении заряда в 2 раза, энергия электрического поля увеличится в 4 раза (2²).
в) Энергия магнитного поля катушки индуктивности выражается формулой: Емагт = (LI²/2), где L — индуктивность катушки, I — ток, протекающий через нее. При изменении заряда конденсатора энергия магнитного поля не изменится.
г) Сила тока в контуре зависит от напряжения на конденсаторе и индуктивности катушки: Iт = Um/ωL, где Um — амплитуда напряжения на конденсаторе, ω — угловая частота колебаний, L — индуктивность катушки. При увеличении напряжения на конденсаторе в 2 раза, сила тока также увеличится в 2 раза.
