При равномерном убывании силы тока со скоростью I /t =0,5 А с в катушке индуцируется ЭДС самоиндукции Ес = 2,0 мкВ. Определите электроемкость конденсатора, с которым следует соединить данную катушку, чтобы эту цепь можно было использовать как приемный колебательный контур в радиоприемнике, настроенном на длину волны λ = 300 м.
от

1 Ответ

дано:  
dI/dt = 0,5 А/с (скорость убывания силы тока)  
Es = 2,0 мкВ = 2,0 * 10^-6 В (ЭДС самоиндукции)  
λ = 300 м (длина волны)

найти:  
электроемкость конденсатора C

решение:

Сначала используем закон самоиндукции, который связывает ЭДС самоиндукции с индуктивностью L и изменением тока:

Es = -L * (dI/dt).

Так как Es задана положительно, можем записать:

L = Es / (dI/dt).

Подставим известные значения:

L = (2,0 * 10^-6) / (0,5) = 4,0 * 10^-6 Гн.

Теперь найдем частоту ν для длины волны λ:

ν = c / λ,

где скорость света c примерно равна 3 * 10^8 м/с.

Подставим значение λ:

ν = (3 * 10^8) / (300) = 1 * 10^6 Гц.

Теперь используем формулу для резонансной частоты колебательного контура:

ν = 1 / (2 * π * √(L * C)).

Выразим емкость C:

C = 1 / (4 * π^2 * L * ν^2).

Подставим найденные значения L и ν:

C = 1 / (4 * π^2 * (4,0 * 10^-6) * (1 * 10^6)^2).

Рассчитаем:

C = 1 / (4 * π^2 * 4,0 * 10^-6 * 1 * 10^12).

Приблизительно:

C ≈ 1 / (4 * 3,14^2 * 4,0 * 10^-6 * 10^12).

Примерно:

C = 1 / (4 * 9,87 * 4,0 * 10^6) = 1 / (157,52 * 10^6).

C ≈ 6,35 * 10^-9 Ф.

ответ:  
Электроемкость конденсатора, с которым следует соединить данную катушку, составляет примерно 6,35 нФ.
от