Яку величину має максимальна сила струму в коливальному контурі, якщо амплітудне значення заряду на обкладках

Тема: Коливальний контур

Пояснення: В коливальному контурі максимальна сила струму відбувається при максимальному заряді на обкладках конденсатора. Для знаходження цієї величини використовується закон збереження заряду: заряд, що накопичується на конденсаторі, пропорційний розкритій екстрактивній силі. Тобто, шукана величина може бути обчислена за формулою:

Q = C * U,

де Q - заряд на обкладках конденсатора, C - ємність конденсатора, U - напруга на конденсаторі.

У вказаній задачі амплітудне значення заряду на обкладках конденсатора становить 30 нКл, а ємність конденсатора дорівнює 200 пФ. Підставляємо відповідні значення в формулу:

30 нКл = (200 пФ) * U.

Перетворюємо одиниці величин:

30 * 10^(-9) Кл = (200 * 10^(-12) Ф) * U.

Зводимо зведення:

U = (30 * 10^(-9)) / (200 * 10^(-12)).

Розділяємо числитель та знаменник:

U = 150.

Отже, максимальна напруга на конденсаторі становить 150 В.

Приклад використання: Знайти максимальну напругу в коливальному контурі, якщо амплітудне значення заряду на обкладках конденсатора дорівнює 20 нКл, а ємність конденсатора - 500 пФ.

Порада: Для зручності розрахунків, використовуйте правильні одиниці вимірювання величин, перетворюючи їх з використанням префіксів (наприклад, піко, нано, мікро, мілі, кіло, мега).

Вправа: Знайти індуктивність котушки в коливальному контурі, якщо амплітудне значення заряду на обкладках конденсатора дорівнює 40 нКл, а максимальна напруга на конденсаторі - 250 В. Зазначена ємність конденсатора дорівнює 100 пФ.

Тема: Коливальний контур з конденсатором і котушкою.

Пояснення: Для розрахунку максимальної сили струму в коливальному контурі потрібно знати амплітудне значення заряду на обкладках конденсатора. Закон збереження заряду стверджує, що заряд, який накопичується на обкладках конденсатора, пропорційний ємності і напрузі між його обкладками:

Q = C * U,

де Q - заряд на обкладках конденсатора, С - ємність конденсатора і U - напруга.

Ми знаємо амплітудне значення заряду (Q = 30 нКл), але щоб розрахувати максимальну силу струму, нам потрібно знати напругу. Напруга залежить від величини заряду і індуктивності котушки:

U = L * dI/dt,

де U - напруга на котушці, L - індуктивність котушки, а dI/dt - зміна сили струму з плином часу.

Ми знаємо ємність конденсатора (С = 200 пФ) і амплітудне значення заряду (Q = 30 нКл), тому ми можемо використовувати формулу заряду на обкладках конденсатора для знаходження напруги:

Q = C * U
30 нКл = 200 пФ * U
U = 30 нКл / 200 пФ
U = 0.15 В

Тепер, коли ми знаємо значення напруги, ми можемо використовувати другу формулу для знаходження індуктивності котушки:

U = L * dI/dt
0.15 В = L * dI/dt

На жаль, нам потрібно знати зміну сили струму з плином часу (dI/dt), щоб точно розрахувати значення індуктивності котушки.

Приклад використання: Знайдемо індуктивність котушки в коливальному контурі з даними: амплітудне значення заряду на обкладках конденсатора - 30 нКл, ємність конденсатора - 200 пФ.

Порада: Щоб краще розібратися у фізичних принципах та формулах, рекомендую вивчити елементарні закони електромагнетизму та принципи розрахунку електричних ланцюгів. Також, для кращого розуміння коливального контуру, вивчайте різні випадки використання таких контурів у практичних пристроях та їх застосування в різних галузях.

Вправа: Якщо зміна сили струму з плином часу дорівнює 0.5 А/с, знайти індуктивність котушки в коливальному контурі з амплітудним значенням заряду на обкладках конденсатора - 50 нКл та ємністю конденсатора - 100 пФ.