Где находится энергия при свободных колебаниях в колебательном контуре через 1/8, 1/4, 1/2 и 3/4 периода после начала

Малыш

34

Во время свободных колебаний в колебательном контуре энергия периодически перемещается между электрическим полем конденсатора и магнитным полем индуктивности контура. Определим, где находится энергия в разные моменты времени, используя фазовые соотношения в колебательном контуре.

При свободных колебаниях в колебательном контуре энергия полностью концентрируется в начальный момент времени (начало разряда конденсатора), когда конденсатор полностью заряжен и ток отсутствует. Назовём этот момент времени \( t = 0 \).

Через \( \frac{1}{8} \) периода после начала разряда конденсатора, мы можем использовать фазу колебаний \( \theta = \frac{\pi}{4} \). В этом случае, энергия будет полностью в магнитном поле индуктивности контура, так как максимальное смещение тока совпадает с максимальным смещением напряжения.

Через \( \frac{1}{4} \) периода после начала разряда конденсатора, мы можем использовать фазу колебаний \( \theta = \frac{\pi}{2} \). В этом случае, энергия будет полностью в магнитном поле индуктивности контура, так как ток будет максимальным, а напряжение на конденсаторе - нулевым.

Через \( \frac{1}{2} \) периода после начала разряда конденсатора, мы можем использовать фазу колебаний \( \theta = \pi \). В этом случае, энергия снова будет полностью в электрическом поле конденсатора, так как ток будет нулевым, а напряжение будет максимальным.

Наконец, через \( \frac{3}{4} \) периода после начала разряда конденсатора, мы можем использовать фазу колебаний \( \theta = \frac{3\pi}{2} \). В этом случае, энергия снова будет полностью в электрическом поле конденсатора, так как ток будет максимальным, а напряжение на конденсаторе - нулевым.

Итак, вкратце:
- В начале разряда конденсатора энергия полностью концентрируется в электрическом поле конденсатора.
- Через \( \frac{1}{8} \) периода энергия полностью в магнитном поле индуктивности контура.
- Через \( \frac{1}{4} \) периода энергия снова полностью в магнитном поле индуктивности контура.
- Через \( \frac{1}{2} \) периода энергия снова полностью в электрическом поле конденсатора.
- Через \( \frac{3}{4} \) периода энергия снова полностью в электрическом поле конденсатора.

Надеюсь, эта информация поможет вам лучше понять, где находится энергия при свободных колебаниях в колебательном контуре через различные части периода. Если у вас возникнут дополнительные вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь задавать их.