Закон изменения тока в контуре I = -0,02 sin 400pi t (А). Индуктивность контура 1 Гн....

0 голосов
116 просмотров

Закон изменения тока в контуре I = -0,02 sin 400pi t (А). Индуктивность контура 1 Гн. Найти период свободных колебаний, емкость, максимальное напряжение и полную энергию. Ответы должны быть /5 мс; 0,635 мкФ; 25 В; 0,2 мДж/.


Физика (24 баллов) | 116 просмотров
Дан 1 ответ
0 голосов
Правильный ответ

При изменении тока в катушке возникает эдс самоиндукции E=L*di/dt. Производная от силы тока по времени di/dt=-0,02*400*π*cos(400*π*t) =-8*π*cos(400*π*t) А/с, тогда E=1*(-8*π*cos(400*π*t))=-8*π*cos(400*π*t) В.
Отсюда угловая частота ω=400*π рад/с, период колебаний T=2*π/ω=1/200 c=0,005 с=5 мс. Так как ω=1/√(L*C), то ёмкость конденсатора C=1/(ω²*L)=1/((400*π)²*1)≈6,35*10^(-7) Ф=0,635 мкФ. Максимальное напряжение Umax=/-8*π/=8*π≈25,1 В≈25 В. Полная энергия контура, если пренебречь тепловыми потерями, остаётся постоянной: W=l*i²/2+C*U²/2=const=L*(Imax)²/2=C*(Umax)²/2. А так как Imax=/-0,02/=0,02 A, то W=1*(0,02)²2=0,0002 Дж=0,2 мДж.

(90.3k баллов)