В идеальном колебательном контуре амплитуда колебаний силы тока в катушке индуктивности Iмах=10мА, а амплитуда напряжения на конденсаторе Uмах=15В. В определённый момент времени t сила тока составляет 6 мА. Какое напряжение в этот момент времени?

Физика 11 класс Колебания в электрических цепях колебательный контур амплитуда тока амплитуда напряжения катушка индуктивности конденсатор физика 11 класс напряжение в момент времени Сила тока идеальный колебательный контур Новый

Для решения этой задачи нам нужно воспользоваться свойствами идеального колебательного контура, который состоит из катушки индуктивности и конденсатора. В таком контуре колебания силы тока и напряжения на конденсаторе связаны между собой. Давайте разберемся шаг за шагом.

Шаг 1: Понимание колебаний в контуре

В идеальном колебательном контуре сила тока и напряжение изменяются синусоидально во времени. Мы можем записать их в виде:

• Сила тока: I(t) = Iмах * sin(ωt + φ)
• Напряжение: U(t) = Uмах * sin(ωt + φ + π/2)

Здесь Iмах и Uмах - амплитуды тока и напряжения соответственно, ω - угловая частота, а φ - начальная фаза.

Шаг 2: Найдем угловую частоту

В этой задаче нам не требуется знать угловую частоту, так как мы можем выразить напряжение через силу тока. Напряжение на конденсаторе опережает силу тока на 90 градусов (или π/2 радиан).

Шаг 3: Используем соотношение между током и напряжением

Мы знаем, что максимальные значения тока и напряжения связаны следующим соотношением:

• U(t) = Uмах * (I(t) / Iмах)

Это соотношение показывает, что напряжение в любой момент времени пропорционально текущему значению тока.

Шаг 4: Подставим известные значения

Теперь подставим известные значения в формулу:

• Iмах = 10 мА
• Uмах = 15 В
• I(t) = 6 мА

Теперь можем найти U(t):

U(t) = Uмах * (I(t) / Iмах) = 15 В * (6 мА / 10 мА)

Шаг 5: Вычислим напряжение

Теперь выполняем вычисления:

• U(t) = 15 В * 0.6 = 9 В

Ответ: В момент времени, когда сила тока составляет 6 мА, напряжение на конденсаторе равно 9 В.