Условие : Напряжение источника U = 12 В, круговая частота [$969$] = 500 рад/с, сопротивление R = 12 Ом, ёмкость C= 80·10
-6 Ф, индуктивность L = 0,05 Гн.
Вычислить величину тока в цепи, величину напряжения на конденсаторе и величину напряжения на катушке индуктивности;
Классифицировать физический процесс, происходящий в заданной цепи.
Решение : В заданном последовательном колебательном контуре происходят так называемые Вынужденные колебания (навязанные от Источника напряжения, см "методичку" "
Вынужденные электрические колебания"
Ссылка от томского политех-университета).
Реактивное сопротивление конденсатора X
C = 1 / ([$969$]·C) = 25 Ом;
Реактивное сопротивление катушки индуктивности X
L = [$969$]·L = 25 Ом;
Общее комплексное сопротивление цепи : Z = R + j·(X
L - X
C) = 12 + j·(25 - 25) = 12 Ом - чисто активное. Значит, Контур находится в Резонансе напряжений.
Ток в цепи : i = U / Z = 12 / 12 = 1 А по закону Ома.
Ответ : Величина тока в цепи 1 Ампер;
Величина напряжения на конденсаторе U
C = i·X
C = 25 В;
Величина напряжения на катушке индуктивности U
L = i·X
L = 25 В;
Проверка : Комплексная сумма напряжений на всех элементах цепи должна равняться напряжению Источника напряжения:
Us = i·R + j·(i·X
L - i·X
C) = 1·12 + j·(1·25 - 1·25) = 12 + j·0 = 12 В = U , в чём и требовалось убедиться.