Консультация № 202022
02.01.2022, 17:07
0.00 руб.
03.01.2022, 01:02
0 3 0
Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе:
Цепь, состоящая из двух конденсаторов, соединенных последовательно, с емкостями C1=C и C2=3C и катушки с индуктивностью L, первоначально разомкнута. Конденсатор C1 заряжают до напряжения U, а конденсатор C2 остается незаряженным. Определить максимальную величину силы тока в цепи после замыкания ключа  K. Активным сопротивлением катушки пренебречь.

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
03.01.2022, 07:10
общий
Адресаты:
Ёмкость батареи из 2х последовательно-соединённых конденсаторов равна
CБ = 1 / (1 / C1 + 1 / C2) = C1·C2 / (C1 + C2) = C·(3·C) / (C + 3·C) = 3·C / 4

Энергия батареи E = CБ·U2 / 2 = 3·C·U2 / 8
Макси-величина тока i в катушке будет, когда вся энергия E перекачается в энергию магнитного поля катушки
Eм = L·i2 / 2 = E
то есть, искомый макси-ток i = [$8730$](2·E / L) = (U/2)·[$8730$](3·C / L)

Преподаватель может "копнуть" Вас: "А куда делась часть энергии конденсатора C1 , исходно-заряженного до
E1 = C1·U2 / 2 = C·U2 / 2 > E ?"
Вам надо не растеряться и ответить примерно так: Часть энергии конденсатора C1 "захоронена" в его диэлектрике изза неравномерного (перекошенного) заряда Батареи, и поэтому эта часть НЕ участвует в колебаниях (перекачке энергии электрич-го поля конденсаторов в магит-поле катушки и обратно).

Если это пояснение покажется кому-то сомнительным, тогда представьте, будто оба конденсатора перед замыканием ключа зарядили одинаковым напряжением, но встречной полярности. Тогда напряжение на внешних клеммах батареи конденсаторов будет равно нулю, и после замыкания ключа колебания вообще НЕ возникнут. Ибо вся энергия будет парализована в диэлектриках, подобно известной басне Крылова про лебедь, рак да щуку.
давно
Посетитель
405698
12
03.01.2022, 18:17
общий
Адресаты:
Здравствуйте, спасибо за подробное решение, очень благодарна вам!!
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
04.01.2022, 03:06
общий
Адресаты:
НаЗдоровье Вам! Заходите, когда будет нужно.
Форма ответа