Какое значение энергии колебательного контура можно найти, если мгновенное значение тока в катушке индуктивности равно 0,01 А, а соответствующий заряд конденсатора составляет 0,4 мкКл? Также известно, что индуктивность катушки равна 0,5 мГн, а емкость конденсатора составляет 2 мкФ.

Физика Колледж Энергия колебательного контура энергия колебательного контура мгновенное значение тока катушка индуктивности заряд конденсатора индуктивность катушки емкость конденсатора Новый

Чтобы найти полную энергию колебательного контура, нам нужно учитывать как энергию, хранящуюся в катушке индуктивности, так и энергию, хранящуюся в конденсаторе.

Формулы для расчета энергии выглядят следующим образом:

• Энергия в катушке индуктивности (E_L): E_L = (1/2) * L * I^2
• Энергия в конденсаторе (E_C): E_C = (1/2) * C * U^2

Где:

• E_L - энергия в катушке индуктивности;
• E_C - энергия в конденсаторе;
• L - индуктивность катушки;
• I - ток в катушке;
• C - емкость конденсатора;
• U - напряжение на конденсаторе.

Сначала рассчитаем энергию в катушке индуктивности:

1. Подставим известные значения: L = 0,5 мГн = 0,5 * 10^-3 Гн, I = 0,01 А.
2. Теперь вычислим: E_L = (1/2) * (0,5 * 10^-3) * (0,01)^2 = (1/2) * 0,5 * 10^-3 * 0,0001 = 0,5 * 10^-8 = 5 * 10^-9 Дж.

Теперь рассчитаем энергию в конденсаторе. Для этого нам нужно сначала найти напряжение на конденсаторе. Мы можем использовать формулу, связывающую заряд и напряжение:

U = Q / C

• Где Q = 0,4 мкКл = 0,4 * 10^-6 Кл, C = 2 мкФ = 2 * 10^-6 Ф.

1. Подставим значения: U = (0,4 * 10^-6) / (2 * 10^-6) = 0,2 В.
2. Теперь рассчитаем E_C: E_C = (1/2) * C * U^2 = (1/2) * (2 * 10^-6) * (0,2)^2 = (1/2) * (2 * 10^-6) * 0,04 = 4 * 10^-8 Дж.

Теперь мы можем найти полную энергию колебательного контура:

1. Полная энергия (E_total) = E_L + E_C = 5 * 10^-9 + 4 * 10^-8 = 4,5 * 10^-8 Дж.

Ответ: Полная энергия колебательного контура составляет 4,5 * 10^-8 Дж.