В идеализированном колебательном контуре, который состоит из катушки индуктивности (L) и конденсатора (C), действует закон сохранения энергии. Это означает, что полная энергия в контуре остается постоянной, если в нем отсутствует сопротивление (R = 0). Давайте разберем, как это происходит:
- Энергия в конденсаторе: Когда конденсатор заряжен, он хранит электрическую энергию. Энергия, накопленная в конденсаторе, выражается формулой: WC = (1/2) * C * U^2, где C — емкость конденсатора, а U — напряжение на конденсаторе.
- Энергия в катушке индуктивности: Когда ток течет через катушку, она хранит магнитную энергию. Энергия, накопленная в катушке, выражается формулой: WL = (1/2) * L * I^2, где L — индуктивность катушки, а I — ток через катушку.
- Обмен энергией: В идеализированном контуре энергия постоянно переходит из одной формы в другую. Когда конденсатор разряжается, его энергия уменьшается, но энергия в катушке увеличивается, и наоборот. Этот обмен происходит без потерь, так как сопротивление R равно нулю.
- Закон сохранения энергии: Полная энергия в контуре, которая является суммой энергий в конденсаторе и катушке, остается постоянной. Это можно записать как: Wобщ = WC + WL = const.
Таким образом, в идеализированном колебательном контуре с нулевым сопротивлением энергия не теряется и постоянно переходит между электрической и магнитной формами, что и отражает закон сохранения энергии.