Как изменяется во времени полная энергия электромагнитного поля колебательного контура, если максимальное значение энергии электрического поля конденсатора составляет 30 Дж, а максимальное значение энергии магнитного поля катушки также равно 30 Дж?

Физика 11 класс Электромагнитные колебания полная энергия электромагнитное поле колебательный контур энергия электрического поля энергия магнитного поля конденсатор катушка изменение энергии физика 11 класс Новый

Для начала давайте вспомним, что в колебательном контуре, состоящем из конденсатора и катушки индуктивности, энергия колеблется между электрическим полем конденсатора и магнитным полем катушки. Это происходит благодаря тому, что заряд на конденсаторе и ток в катушке изменяются во времени.

Полная энергия в колебательном контуре сохраняется и равна сумме максимальных значений энергии электрического поля и магнитного поля. В нашем случае:

• Максимальная энергия электрического поля (Ue) = 30 Дж
• Максимальная энергия магнитного поля (Um) = 30 Дж

Полная энергия (E) контура будет равна:

E = Ue + Um

Подставим значения:

E = 30 Дж + 30 Дж = 60 Дж

Теперь давайте рассмотрим, как изменяется эта энергия во времени. В колебательном контуре энергия колеблется между электрическим и магнитным полями:

1. Когда конденсатор полностью заряжен, вся энергия находится в электрическом поле, и магнитное поле равно нулю. В этот момент Ue = 60 Дж, Um = 0 Дж.
2. Когда конденсатор разряжается и ток достигает максимума, вся энергия переходит в магнитное поле. В этот момент Ue = 0 Дж, Um = 60 Дж.
3. Процесс повторяется, и в любой момент времени полная энергия остается равной 60 Дж, так как она сохраняется.

Таким образом, полная энергия электромагнитного поля колебательного контура остается постоянной и равна 60 Дж, а ее распределение между электрическим и магнитным полями изменяется во времени.