Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью 5 мкФ и катушки индуктивностью 0,2 Гн. Определить максимальную силу то​ка в контуре, если максимальная разность потенциалов на обкладках конденсатора равна 90 В. Сопротивлением контура пренебречь.
от

1 Ответ

дано:  
Емкость конденсатора C = 5 мкФ = 5 * 10^(-6) Ф  
Индуктивность катушки L = 0,2 Гн  
Максимальная разность потенциалов U_max = 90 В  

найти:  
Максимальную силу тока I_max в контуре.

решение:  
В колебательном контуре максимальный ток можно определить по формуле:  
I_max = (U_max) / (Z),  
где Z - полное сопротивление контурного резонанса. Так как мы пренебрегаем сопротивлением, нам нужно использовать максимальное значение тока, связанным с энергией в системе:

Энергия, хранящаяся в конденсаторе, составляет:  
E = (1/2) * C * U_max^2.

Эта энергия преобразуется в энергию в катушке индуктивности:  
E = (1/2) * L * I_max^2.

Приравняем эти два выражения для энергии:  
(1/2) * C * U_max^2 = (1/2) * L * I_max^2.

Упрощаем уравнение и избавляемся от коэффициента (1/2):  
C * U_max^2 = L * I_max^2.

Теперь выразим I_max:  
I_max^2 = (C * U_max^2) / L.

Теперь подставим известные значения:  
I_max^2 = (5 * 10^(-6) Ф * (90 В)^2) / 0,2 Гн.

Сначала найдем (90 В)^2:  
(90)^2 = 8100 В².

Теперь подставим это значение:  
I_max^2 = (5 * 10^(-6) * 8100) / 0,2 = (4,05 * 10^(-3)) / 0,2 = 0,02025.

Теперь найдём I_max:  
I_max = √(0,02025) ≈ 0,142 мА.

ответ:  
Максимальная сила тока в контуре составляет примерно 0,142 А.
от