Какова будет максимальная сила тока в контуре, если два параллельно соединенных конденсатора одинаковой ёмкости

Какова будет максимальная сила тока в контуре, если два параллельно соединенных конденсатора одинаковой ёмкости, по 10 мкФ каждый, подключены к катушке с индуктивностью 8 мкГн, и заряжены от источника постоянного напряжения 200 В?
Pauk_1974

Pauk_1974

Чтобы решить эту задачу, нам нужно использовать два фундаментальных закона в электрической цепи - закон Ома и закон сохранения энергии.

Сначала рассмотрим второй закон. Закон сохранения энергии гласит, что энергия, хранящаяся в конденсаторе, равна энергии, хранящейся в катушке:

\[ \frac{1}{2} C V^2 = \frac{1}{2} L I^2 \]

где \( C \) - ёмкость конденсатора, \( V \) - напряжение на конденсаторе, \( L \) - индуктивность катушки и \( I \) - сила тока в цепи.

В данном случае у нас есть два конденсатора с одинаковой ёмкостью \( C = 10 \mu F \) каждый и катушка с индуктивностью \( L = 8 \mu H \). Вместе они заряжены от источника постоянного напряжения.

Чтобы найти максимальную силу тока в цепи, нам нужно найти напряжение на конденсаторе. Для этого используем закон Ома. Напряжение на конденсаторе будет таким же, как на источнике, поскольку они подключены параллельно:

\[ V = U \]

где \( U \) - напряжение от источника.

Теперь мы можем подставить это значение в закон сохранения энергии:

\[ \frac{1}{2} \cdot 10 \mu F \cdot U^2 = \frac{1}{2} \cdot 8 \mu H \cdot I^2 \]

Чтобы решить это уравнение относительно \( I \), сначала избавимся от множителей \(\frac{1}{2}\):

\[ 10 \mu F \cdot U^2 = 8 \mu H \cdot I^2 \]

Теперь делим на \( 8 \mu H \):

\[ \frac{10 \mu F \cdot U^2}{8 \mu H} = I^2 \]

Упростим:

\[ \frac{5}{4} \mu F \cdot \frac{U^2}{H} = I^2 \]

Возьмем квадратный корень от обеих сторон:

\[ I = \sqrt{\frac{5}{4} \mu F \cdot \frac{U^2}{H}} \]

Таким образом, максимальная сила тока в контуре будет равна \(\sqrt{\frac{5}{4} \mu F \cdot \frac{U^2}{H}}\), где \(U\) - напряжение от источника, \(C\) - ёмкость конденсатора и \(L\) - индуктивность катушки.

Пожалуйста, используйте конкретные значения для \(U\), \(C\) и \(L\) в этом уравнении, чтобы получить численный ответ.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello