дано:
ЭДС источника тока E = 12 В,
внутреннее сопротивление источника r = 1 Ом,
емкость конденсатора C = 2 мФ = 2 * 10^(-3) Ф,
индуктивность катушки L = 36 мГн = 36 * 10^(-3) Гн,
сопротивление лампы R_lamp = 5 Ом,
сопротивление резистора R_resistor = 4 Ом.
найти:
количество теплоты Q, выделяющееся в лампе после размыкания ключа.
решение:
1. Сначала найдем общее сопротивление цепи R_total:
R_total = r + R_resistor + R_lamp = 1 + 4 + 5 = 10 Ом.
2. Рассчитаем ток I в цепи при замкнутом ключе по закону Ома:
I = E / R_total = 12 / 10 = 1,2 A.
3. Найдем заряд, накопленный на конденсаторе перед размыканием ключа:
Q_C = C * V,
где V - напряжение на конденсаторе, равное падению напряжения на внешнем сопротивлении.
Напряжение на внешнем сопротивлении составляет:
V = I * (R_resistor + R_lamp) = 1,2 * (4 + 5) = 1,2 * 9 = 10,8 В.
Теперь, чтобы найти заряд на конденсаторе:
Q_C = C * V = 2 * 10^(-3) * 10,8 = 0,0216 Кл.
4. После размыкания ключа конденсатор будет разряжаться через индуктивность и лампу, поэтому вся энергия, запасенная в конденсаторе, будет выделяться в форме тепла в лампе. Энергия, хранящаяся в конденсаторе, вычисляется по формуле:
W = (1/2) * C * V^2.
5. Подставим значения:
W = (1/2) * (2 * 10^(-3)) * (10,8)^2 = (1/2) * 0,002 * 116.64 = 0,11664 Дж.
6. Это количество тепла Q, которое выделится в лампе после размыкания ключа.
ответ:
Количество теплоты, которое выделится в лампе после размыкания ключа, равно 0,11664 Дж.