Колебательные колебания в колебательном контуре происходят с периодом 8 мкс. Во время таких колебаний максимальный
Колебательные колебания в колебательном контуре происходят с периодом 8 мкс. Во время таких колебаний максимальный заряд на конденсаторе составляет 6 мкКл. Какой будет абсолютное значение заряда на конденсаторе через 2 мкс с момента начала колебаний, когда его заряд равен нулю?
01.12.2023 14:20
Пояснение: Колебательные контуры - это электрические цепи, содержащие индуктивность (катушку) и емкость (конденсатор), которые могут совместно создавать колебания электрического заряда. Одно из ключевых понятий в колебательных контурах - это период колебаний (T), который представляет собой время, необходимое для завершения одного полного цикла колебаний.
В данной задаче нам дано, что период колебаний в колебательном контуре составляет 8 мкс (микросекунд), и максимальный заряд на конденсаторе равен 6 мкКл (микрокулонам). Мы должны вычислить, какое абсолютное значение заряда будет на конденсаторе через 2 мкс после начала колебаний, когда его заряд равен нулю.
Решение:
Для решения этой задачи мы можем использовать формулу для колебательного контура, связывающую заряд на конденсаторе, его максимальное значение и время:
Q = Q_max * cos(2πt / T)
Где:
Q - заряд на конденсаторе
Q_max - максимальный заряд на конденсаторе
t - время после начала колебаний
T - период колебаний
Подставим известные значения в формулу:
Q = 6 мкКл * cos(2π * 2 мкс / 8 мкс)
Упростив выражение, получим:
Q = 6 мкКл * cos(π / 2)
Так как cos(π / 2) равен 0, получаем:
Q = 6 мкКл * 0 = 0 мкКл
Таким образом, через 2 мкс с момента начала колебаний, когда заряд на конденсаторе равен нулю, абсолютное значение заряда также будет равно нулю.
Совет: Для более глубокого понимания колебательных контуров, рекомендуется изучить основные понятия связанные с электрическими индуктивностями и емкостями, а также основы тригонометрии и гармонических функций.
Проверочное упражнение: Если период колебаний изменится на 4 мкс, а максимальный заряд на конденсаторе составляет 8 мкКл, какое будет абсолютное значение заряда на конденсаторе через 6 мкс после начала колебаний, когда его заряд равен нулю? Ответ представьте в микрокулонах.
Разъяснение:
Колебательные колебания в колебательном контуре характеризуются периодом (T) и амплитудой (А). Период (T) представляет собой время, за которое колебания повторяются. Амплитуда (А) - это максимальное отклонение от равновесного положения.
В данной задаче, период колебаний в колебательном контуре составляет 8 мкс (8*10^-6 секунд). Максимальный заряд на конденсаторе во время таких колебаний составляет 6 мкКл (6*10^-6 Кл).
Чтобы найти абсолютное значение заряда на конденсаторе через 2 мкс (2*10^-6 секунды) с момента начала колебаний, когда его заряд равен нулю, необходимо учесть фазовую разность между моментом колебания и моментом времени, для которого мы ищем заряд.
По формуле для колебаний в колебательном контуре, заряд на конденсаторе в момент времени (t) определяется следующим образом:
q(t) = Q_max * sin(2πt / T)
где q(t) - заряд на конденсаторе в момент времени (t)
Q_max - максимальный заряд на конденсаторе
T - период колебаний в колебательном контуре
В данном случае, максимальный заряд на конденсаторе составляет 6 мкКл, период колебаний равен 8 мкс. Значение q(2) будет равно:
q(2*10^-6) = 6*10^-6 * sin(2π * 2*10^-6 / 8*10^-6)
Решая эту формулу, мы найдём абсолютное значение заряда на конденсаторе через 2 мкс с момента начала колебаний, когда его заряд равен нулю.
Демонстрация:
q(2*10^-6) = 6*10^-6 * sin(2π * 2*10^-6 / 8*10^-6)
q(2*10^-6) = 6*10^-6 * sin(π/2)
q(2*10^-6) = 6*10^-6
Совет:
Для лучшего понимания колебательных колебаний в колебательном контуре, рекомендуется изучить основные понятия, такие как период и амплитуда колебаний, а также формулу для заряда на конденсаторе в зависимости от времени. Основываясь на этом, можно проанализировать, как меняется заряд на конденсаторе в разные моменты времени. Практика решения подобных задач также поможет закрепить материал.
Задача для проверки:
В колебательном контуре период колебаний равен 10 мкс, а максимальный заряд на конденсаторе составляет 8 мкКл. Найдите абсолютное значение заряда на конденсаторе через 5 мкс с момента начала колебаний, когда его заряд равен нулю.