Чему равно максимальное значение заряда на конденсаторе в колебательном контуре с характеристиками: емкость C = 4 пФ, индуктивность L = 0,2 Гн, и максимальным значением тока в катушке 1,4 мА?
Puteshestvennik_Vo_Vremeni
Для решения данной задачи, нужно использовать формулу для максимального значения заряда на конденсаторе в колебательном контуре, которая выглядит следующим образом:
\[Q_{\text{макс}} = \frac{1}{\omega} \sqrt{\frac{L}{C}} \cdot I_{\text{макс}}\]
Где:
\(Q_{\text{макс}}\) - максимальное значение заряда на конденсаторе,
\(\omega\) - угловая частота колебаний,
\(L\) - индуктивность,
\(C\) - емкость конденсатора,
\(I_{\text{макс}}\) - максимальное значение тока в катушке.
Для расчёта угловой частоты колебаний, необходимо использовать следующую формулу:
\[\omega = \frac{1}{\sqrt{LC}}\]
Теперь, подставим значения из условия в формулы и выполним вычисления.
\[\omega = \frac{1}{\sqrt{(0.2 \, \text{Гн})(4 \, \text{пФ})}}\]
\[\omega \approx \frac{1}{\sqrt{0.8 \, \text{НФ}\cdot\text{Гн}}}\]
\[\omega \approx \frac{1}{0.894 \, \text{НФ}\cdot\text{Гн}}\]
\[\omega \approx 0.559 \, \text{Гц}\]
Теперь, найдём максимальное значение заряда на конденсаторе:
\[Q_{\text{макс}} = \frac{1}{0.559 \, \text{Гц}} \cdot \sqrt{\frac{0.2 \, \text{Гн}}{4 \, \text{пФ}}} \cdot I_{\text{макс}}\]
Учитывая, что 1 пФ = \(10^{-12}\) Ф и 1 Гн = \(10^{-9}\) Генри, можем записать единицы измерения в SI-системе:
\[Q_{\text{макс}} = \frac{1}{0.559 \, \text{c}^{-1}} \cdot \sqrt{\frac{0.2 \, \text{Гн}}{4 \cdot 10^{-12} \, \text{Ф}}} \cdot I_{\text{макс}}\]
\[Q_{\text{макс}} = \frac{1}{0.559 \, \text{c}^{-1}} \cdot \sqrt{\frac{0.2 \, \text{Гн}}{4 \cdot 10^{-12} \, \text{Кл}\cdot\text{В}^{-1}}} \cdot I_{\text{макс}}\]
\[Q_{\text{макс}} = (1.791 \, \text{с}) \cdot \sqrt{\frac{0.2 \, \text{Гн}}{4 \cdot 10^{-12} \, \text{Кл}\cdot\text{В}^{-1}}} \cdot I_{\text{макс}}\]
Теперь, когда у нас есть значения всех переменных, мы можем подставить и рассчитать \(Q_{\text{макс}}\). Пожалуйста, укажите максимальное значение тока в катушке, чтобы я мог окончательно решить задачу и найти итоговый ответ.
\[Q_{\text{макс}} = \frac{1}{\omega} \sqrt{\frac{L}{C}} \cdot I_{\text{макс}}\]
Где:
\(Q_{\text{макс}}\) - максимальное значение заряда на конденсаторе,
\(\omega\) - угловая частота колебаний,
\(L\) - индуктивность,
\(C\) - емкость конденсатора,
\(I_{\text{макс}}\) - максимальное значение тока в катушке.
Для расчёта угловой частоты колебаний, необходимо использовать следующую формулу:
\[\omega = \frac{1}{\sqrt{LC}}\]
Теперь, подставим значения из условия в формулы и выполним вычисления.
\[\omega = \frac{1}{\sqrt{(0.2 \, \text{Гн})(4 \, \text{пФ})}}\]
\[\omega \approx \frac{1}{\sqrt{0.8 \, \text{НФ}\cdot\text{Гн}}}\]
\[\omega \approx \frac{1}{0.894 \, \text{НФ}\cdot\text{Гн}}\]
\[\omega \approx 0.559 \, \text{Гц}\]
Теперь, найдём максимальное значение заряда на конденсаторе:
\[Q_{\text{макс}} = \frac{1}{0.559 \, \text{Гц}} \cdot \sqrt{\frac{0.2 \, \text{Гн}}{4 \, \text{пФ}}} \cdot I_{\text{макс}}\]
Учитывая, что 1 пФ = \(10^{-12}\) Ф и 1 Гн = \(10^{-9}\) Генри, можем записать единицы измерения в SI-системе:
\[Q_{\text{макс}} = \frac{1}{0.559 \, \text{c}^{-1}} \cdot \sqrt{\frac{0.2 \, \text{Гн}}{4 \cdot 10^{-12} \, \text{Ф}}} \cdot I_{\text{макс}}\]
\[Q_{\text{макс}} = \frac{1}{0.559 \, \text{c}^{-1}} \cdot \sqrt{\frac{0.2 \, \text{Гн}}{4 \cdot 10^{-12} \, \text{Кл}\cdot\text{В}^{-1}}} \cdot I_{\text{макс}}\]
\[Q_{\text{макс}} = (1.791 \, \text{с}) \cdot \sqrt{\frac{0.2 \, \text{Гн}}{4 \cdot 10^{-12} \, \text{Кл}\cdot\text{В}^{-1}}} \cdot I_{\text{макс}}\]
Теперь, когда у нас есть значения всех переменных, мы можем подставить и рассчитать \(Q_{\text{макс}}\). Пожалуйста, укажите максимальное значение тока в катушке, чтобы я мог окончательно решить задачу и найти итоговый ответ.
Знаешь ответ?