На рисунке приведен график зависимости силы тока от времени в идеальном колебательном контуре, состоящем из последовательно включённых конденсатора и катушки. Индуктивность катушки равна Гн. Определить максимальное значение энергии электрического поля

Добавлена: 02.05.2026
Обновлена: 02.05.2026
Предмет: Физика
Автор: Кэмп

#Физика колебаний и волн
#Электричество и магнетизм

Условие:

На рисунке приведен график зависимости силы тока от времени в идеальном колебательном контуре, состоящем из последовательно включённых конденсатора и катушки. Индуктивность катушки равна $L=0,2$ Гн.

Определить максимальное значение энергии электрического поля конденсатора $W_{C}$ .

Решение:

Пусть на графике видно, что максимальное значение тока в контуре равно Iₘ. Тогда, так как контур идеальный, энергия полностью переходит из индуктивного элемента (когда ток максимальный) в энергию электрического поля конденсатора (когда ток равен нулю). При этом полная энергия системы сохраняется.

Энергию, запасённую в катушке индуктивности при максимальном токе, можно записать так:
W_L = (1/2) · L · Iₘ².
При идеальных условиях (без потерь) максимальная энергия конденсатора равна максимальной энергии катушки, то есть:
W_...

Внутри — полный разбор, аргументация, алгоритм решения, частые ошибки и как отвечать на каверзные вопросы препода, если спросит

Попробуй решить по шагам

Попробуй один шаг и продолжи в режиме обучения или посмотри готовое решение

Какое условие является ключевым для приравнивания максимальной энергии электрического поля конденсатора к максимальной энергии магнитного поля катушки индуктивности в колебательном контуре?

Контур должен быть подключен к источнику переменного тока.

Контур должен быть идеальным, то есть без потерь энергии.

Начальная фаза колебаний тока должна быть равна нулю.