Где располагается энергия в колебательном контуре на различных моментах времени после начала разряда конденсатора

Тема урока: Распределение энергии в колебательном контуре.

Объяснение: В колебательном контуре, состоящем из индуктивности (L) и конденсатора (C), энергия постоянно перекачивается между полем конденсатора и магнитным полем катушки индуктивности.

После начала разряда конденсатора, энергия начинает распределяться в зависимости от момента времени. Вначале, когда разряд только начался, конденсатор полностью заряжен и содержит всю энергию схемы. Это соответствует 1/8 периода свободных колебаний.

По мере движения вперед, заряд конденсатора и, следовательно, его энергия, уменьшается. В момент, соответствующий 1/4 периода свободных колебаний, вся энергия контура переходит в магнитное поле индуктивности, и конденсатор полностью разряжается.

Далее, вторая половина колебаний, энергия постепенно возвращается в конденсатор, пока он снова полностью не зарядится. В момент, соответствующий 1/2 периода свободных колебаний, конденсатор снова полностью заряжен.

Аналогично, в момент 3/4 периода свободных колебаний, энергия снова переходит в магнитное поле катушки индуктивности, и конденсатор снова полностью разряжается.

Итак, распределение энергии в колебательном контуре на различных моментах времени после начала разряда конденсатора:
1/8 периода - вся энергия в конденсаторе;
1/4 периода - вся энергия в индуктивности;
1/2 периода - все энергия снова в конденсаторе;
3/4 периода - снова вся энергия в индуктивности.

Совет: Чтобы лучше понять это распределение энергии, полезно представить колебательный контур как упругую систему, где конденсатор играет роль упругости, а индуктивность - массы. При распределении энергии, она перемещается между потенциальной (энергия поля конденсатора) и кинетической (энергия поля индуктивности) формами.

Задание для закрепления: Каким будет распределение энергии в колебательном контуре через 1/3 периода свободных колебаний после начала разряда конденсатора?