Какова максимальная сила тока в контуре, когда два параллельно соединенных конденсатора с одинаковой ёмкостью

Тема занятия: Ток в контуре с конденсаторами и катушкой индуктивности

Разъяснение: Для решения данной задачи, мы можем использовать закон сохранения энергии. Когда конденсаторы заряжаются от источника постоянного напряжения, энергия заряда конденсатора сохраняется.

Первым шагом нам нужно рассчитать энергию, хранящуюся в каждом конденсаторе. Формула для расчета энергии конденсатора: Э = (1/2) * C * V^2, где C - ёмкость конденсатора, V - напряжение на конденсаторе. В данном случае, ёмкость каждого конденсатора равна 10 мкФ, а напряжение равно 200 В.

Энергия каждого конденсатора равна: Э = (1/2) * (10 * 10^(-6)) * (200)^2 = 0,2 Дж.

Далее, по закону сохранения энергии, энергия конденсаторов должна быть равной энергии, хранящейся в катушке с индуктивностью. Формула для расчета энергии в катушке: Э = (1/2) * L * I^2, где L - индуктивность катушки, I - ток в контуре. В данном случае, индуктивность катушки равна 8 мкГн.

Подставляя известные значения в формулу, мы можем решить уравнение и рассчитать максимальную силу тока в контуре. Энергия в катушке равна 0,2 Дж, поэтому:

0,2 = (1/2) * (8 * 10^(-6)) * I^2

Решая уравнение, получаем:

I^2 = 0,2 / ((1/2) * (8 * 10^(-6))) = 50 000

I = √(50 000) = 223,6 А

Таким образом, максимальная сила тока в контуре составляет 223,6 А.

Совет: Для лучшего понимания данной темы, рекомендуется изучить законы сохранения энергии и формулы, связанные с конденсаторами и катушками индуктивности.

Закрепляющее упражнение: Найдите максимальную силу тока в контуре, если напряжение на конденсаторах увеличится до 300 В, а индуктивность катушки составляет 12 мкГн. (Пожалуйста, предоставьте подробное решение)

Тема: Максимальная сила тока в контуре

Инструкция: Для решения этой задачи мы можем использовать законы электрического тока и законы электромагнитной индукции. Для начала, мы можем использовать формулу для расчета емкости двух параллельно соединенных конденсаторов:

C = C1 + C2

где C - общая емкость, C1 и C2 - емкости каждого конденсатора. В данной задаче оба конденсатора имеют одинаковую емкость, поэтому мы можем записать:

C = 10 мкФ + 10 мкФ = 20 мкФ

Затем, мы можем использовать формулу для расчета индуктивности катушки:

L = 8 мкГн

Теперь мы можем использовать формулу для расчета максимальной силы тока в контуре при зарядке конденсаторов:

I(max) = U / (L * C)

где I(max) - максимальная сила тока, U - напряжение источника, L - индуктивность катушки, C - емкость конденсаторов.

Подставляем известные значения:

I(max) = 200 В / (8 * 10^-6 Гн * 20 * 10^-6 Ф)

Делаем вычисления:

I(max) = 200 В / (160 * 10^-12 ВА)

I(max) = 1.25 А

Таким образом, максимальная сила тока в контуре составит 1.25 А.

Совет: Чтобы лучше понять эту тему, рекомендуется ознакомиться с основными концепциями электрического тока, емкости и индуктивности. Также полезно иметь хорошее понимание математических формул и умение решать арифметические вычисления.

Дополнительное задание: В контуре, состоящем из двух параллельно соединенных конденсаторов с емкостями 5 мкФ и 15 мкФ, источник постоянного напряжения 100 В и катушкой с индуктивностью 10 мкГн, какова максимальная сила тока?