Какова суммарная энергия электрического поля конденсатора и магнитного поля катушки в следующие моменты времени
Какова суммарная энергия электрического поля конденсатора и магнитного поля катушки в следующие моменты времени: а) в начале разрядки конденсатора, б) в полном разряде конденсатора, в) в любой момент времени между началом и полным разрядом конденсатора? Один конденсатор имеет заряд q=3 мкКл и напряжение между обкладками U=60 В, и он замкнут на катушку индуктивности. Предполагается, что электромагнитные колебания незатухающие в течение небольшого промежутка времени дельта t.
24.12.2023 09:09
Описание:
Суммарная энергия электрического поля конденсатора и магнитного поля катушки включает энергию, которая сохраняется в этих полях.
a) В начале разрядки конденсатора: Когда разрядка конденсатора только начинается, заряд q уменьшается со временем. Энергия электрического поля конденсатора определяется формулой: W = (1/2) * C * U^2, где С - ёмкость конденсатора, а U - напряжение между обкладками конденсатора.
b) В полном разряде конденсатора: Когда конденсатор полностью разряжен, заряд q равен нулю, поэтому энергия электрического поля конденсатора также равна нулю.
в) В любой момент времени между началом и полным разрядом конденсатора: В этот момент энергия электрического поля конденсатора будет определяться формулой W = (1/2) * C * U^2 и энергия магнитного поля катушки будет определяться формулой W = (1/2) * L * I^2, где L - индуктивность катушки, а I - ток, протекающий через неё.
Пример:
а) В начале разрядки конденсатора: W = (1/2) * 3 мкКл * (60 В)^2 = 5400 мкДж
Совет:
Для более полного понимания энергии электрических и магнитных полей рекомендуется изучить законы электромагнетизма и формулы, связанные с этой темой.
Упражнение:
Найдите суммарную энергию электрического поля конденсатора и магнитного поля катушки в полном разряде конденсатора, если индуктивность катушки равна 0.5 Гн. (Ответ округлите до ближайшего целого числа)