Как меняются значения заряда конденсатора и энергии электрического поля в колебательном контуре, изображенном на схеме?

Диана_995

61

Для понимания изменения значений заряда конденсатора и энергии электрического поля в колебательном контуре, изображенном на схеме, давайте рассмотрим пошаговое решение:

1. Начальное положение: В начальный момент времени \(t = 0\) ключ K1 замкнут, а ключ K2 разомкнут. На конденсаторе C находится заряд \(Q = CV_0\), где \(V_0\) - начальное напряжение на конденсаторе.

2. Момент замыкания ключа K2: Когда ключ K2 замыкается, колебательный контур начинает свободные колебания. Ток протекает через контур, вызывая изменение заряда на конденсаторе и напряжения на нем.

3. Максимальные значения: В процессе колебаний заряд на конденсаторе и энергия электрического поля колеблются между максимальными и минимальными значениями. Максимальное значение заряда \(Q_{max} = CV_{max}\), где \(V_{max}\) - максимальное напряжение на конденсаторе.

4. Обмен энергией: Когда заряд на конденсаторе максимален, энергия электрического поля тоже достигает максимального значения. По мере уменьшения заряда, энергия поля уменьшается.

5. Минимальные значения: В моменты времени, когда заряд на конденсаторе минимален, он равен нулю, а следовательно, и энергия электрического поля минимальна.

Таким образом, в колебательном контуре значения заряда конденсатора и энергии электрического поля изменяются периодически и обратно пропорциональны друг другу. Их максимальные и минимальные значения находятся в моменты максимального и минимального заряда на конденсаторе соответственно.