Какова индуктивность катушки в колебательном контуре, который состоит из катушки с индуктивностью L и конденсатора с емкостью С = 80 мкФ, если минимальный промежуток времени, через который напряжение на конденсаторе становится равным нулю, составляет т...
Какова индуктивность катушки в колебательном контуре, который состоит из катушки с индуктивностью L и конденсатора с емкостью С = 80 мкФ, если минимальный промежуток времени, через который напряжение на конденсаторе становится равным нулю, составляет т = 0,2 мс?
Для решения этой задачи нам нужно использовать формулу, связывающую индуктивность (L), емкость (C) и период колебаний в колебательном контуре.
1. **Определение связи между периодом и параметрами контура**:
В колебательном контуре, состоящем из катушки и конденсатора, период колебаний T определяется по формуле:
T = 2 * π * √(L * C)
2. **Извлечение нужной информации из условия задачи**:
В условии задачи указано, что напряжение на конденсаторе становится равным нулю через t = 0,2 мс. Это время соответствует четверти периода колебаний, так как за одну четверть периода напряжение на конденсаторе проходит от максимума до нуля. Следовательно, мы можем записать:
t = T / 4
где T - период колебаний.
Таким образом, T = 4 * t = 4 * 0,2 мс = 0,8 мс.
3. **Подстановка найденного периода в формулу**:
Теперь подставим значение T в формулу для периода:
0,8 * 10^(-3) = 2 * π * √(L * 80 * 10^(-6))
4. **Решение уравнения для L**:
Сначала выразим √(L * 80 * 10^(-6)):
√(L * 80 * 10^(-6)) = (0,8 * 10^(-3)) / (2 * π)
Теперь возведем обе стороны в квадрат:
L * 80 * 10^(-6) = ((0,8 * 10^(-3)) / (2 * π))^2
Теперь выразим L:
L = (((0,8 * 10^(-3)) / (2 * π))^2) / (80 * 10^(-6))
5. **Подсчеты**:
Сначала вычислим правую часть:
(0,8 * 10^(-3))^2 = 0,64 * 10^(-6)
(2 * π)² = 4 * π² ≈ 39,478
Следовательно:
L = (0,64 * 10^(-6)) / (80 * 10^(-6) * 39,478)
Упрощая, получаем:
L ≈ 0,64 / (80 * 39,478) мГн
Теперь подставим значения и посчитаем:
80 * 39,478 ≈ 3158,24
L ≈ 0,64 / 0,00315824 ≈ 0,202 мГн.
Таким образом, индуктивность катушки составляет примерно 0,2 мГн.
6. **Вывод**:
Правильный ответ - это вариант 2) 0,2 мГн.