В электрической цепи, показанной на рисунке, ключ К длительное время замкнут, ЭДС равна 6 В, r = 2 Ом, L = 1 мГн. В момент времени t = 0 ключ размыкают. Амплитуда напряжения на конденсаторе в ходе возникших в контуре электромагнитных колебаний равна ЭДС источника. В какой момент времени напряжение на конденсаторе в первый раз достигнет ЭДС? Сопротивлением проводов и активным сопротивлением катушки индуктивности пренебречь.

Так как в задаче надо найти время, то, по всей видимости, необходимо сначала найти  период электромагнитных колебаний, возникающих в этом контуре после размыкания ключа. Период электромагнитных колебаний можно определить по формуле Томсона. Из условия видно, что нам не хватает ёмкости конденсатора. Ёмкость конденсатора и будем искать.

До момента размыкания ключа, электрический ток в этой схеме течёт только через катушку индуктивности. Через конденсатор ток не идёт. Напряжение на конденсаторе равно напряжению на катушке  U = 0 (так как по катушке течёт постоянный ток, то ЭДС самоиндукции в ней не возникает. И напряжение на катушке равно нулю). То есть в начальный момент времени система обладает энергией, равной энергии магнитного поля катушки.Силу тока, протекающую через катушку, можно определить по закону Ома для полной цени (с учётом, что R=0). Тогда для энергии магнитного поля имеем: После размыкания ключа, остаётся колебательный контур, в котором возникают электромагнитные колебания. Так как сопротивлением проводов и катушки пренебрегаем, то полная энергия контура остаётся величиной постоянной. Вся энергия катушки преобразуется в энергию электрического поля конденсатора. То есть по закону сохранения энергии имеем:Максимальное напряжение на конденсаторе будет равно ЭДС источника тока (ЭДС = U_m). Тогда из этого условия получаем формулу для определения ёмкости конденсатора: Следовательно период колебаний в контуре будет определяться следующим соотношением:Искомое время, которое требуется определить в задаче, равно четверти периода колебаний данного колебательного контура.Подставляя численные значения известных физических величин (предварительно переведя их в систему СИ), получаем t = 0,79 мс.

Запись Задача с колебательным контуром впервые появилась Физика дома.

В процессе колебаний в идеальном колебательном контуре амплитуда колебаний силы тока в катушке индуктивности 5мА, а амплитуда напряжения на конденсаторе – 2 В. В момент времени t, сила тока в катушке 3 мА. Определить напряжение на конденсаторе в этот момент времени.

Задачи подобного плана проще всего решать, используя закон сохранения энергии, так как речь идёт об идеальном колебательном контуре и потерями  энергии в этой системе мы пренебрегаем.

Для решения задачи, прежде всего, необходимо чётко представить систему, о которой идёт речь в задаче. А после расписать, чему равна энергия контура в каждый из моментом времени.

То есть: раз даны амплитудные значения силы тока и напряжения, то необходимо записать формулы для определения энергии контура в моменты времени, когда вся энергия сосредоточена только в конденсаторе или только в катушке. Так же записываем формулу для определения энергии, когда энергия контура равна сумме энергий электрического и магнитного полей.Решая систему получившихся уравнений, находим ответ на поставленный в условии задачи вопрос.

Важно! Данную систему из трёх вышеприведённых уравнений, решаем приравнивая их правые части.

Запись Сохранение энергии в колеб. контуре впервые появилась Физика дома.

К колебательному контуру подсоединили источник тока на клеммах которого напряжение гармонически меняется с частотой.

Электроемкость конденсатора колебательного контура можно плавно менять от минимального значения С_мин до максимального С_макс, а индуктивность его катушки постоянна.

Ученик постепенно увеличивал ёмкость конденсатора от минимального значения, до максимального и обнаружил, что амплитуда силы тока все время возрастала. Опираясь на свои знания по электродинамике, объясните наблюдения ученика.

К данной задаче не прилагался рисунок, но что представляет из себя колебательный контур учащиеся 11-го класса должны знать.

Итак, колебательный контур представляет из себя систему, состоящую из катушки индуктивности и конденсатора (в данной задаче — конденсатора переменной ёмкости). Собственная частота колебаний такого контура определяется по формуле:

Причём, к контуру подсоединяется источник переменного тока, следовательно, имеем цепь переменного тока. При увеличении ёмкости конденсатора, уменьшается полное сопротивление цепи, вычисляемое по формуле

а, следовательно, увеличивается сила тока в цепи (согласно закону Ома):

Так как сила тока всё время увеличивается, то явления резонанса не возникает. То есть изменяющаяся собственная частота колебаний контура не совпадает с изменяющейся частотой источника тока.

Запись Задача с колебательным контуром впервые появилась Физика дома.