Задание 31. В электрической цепи, показанной на рисунке, ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока равны соответственно 12 В и 1 Ом, индуктивность катушки 36 мГн и сопротивление лампы 5 Ом. В начальный момент времени ключ К замкнут. После размыкания ключа в лампе выделяется энергия W=0,172 Дж. Чему равна ёмкость конденсатора C? Сопротивлением катушки и проводов пренебречь.
Решение задачи
Когда ключ К замкнут ток I течёт через катушку с индуктивностью L. Запишем закон Ома для полной цепи:
Пока ключ К замкнут конденсатор заряжен до напряжения:
Запишем формулу для нахождения энергии электромагнитного поля в катушке:
Запишем формулу для нахождения энергии электрического поля конденсатора:
После размыкания ключа К вся энергия, запасённая в конденсаторе и катушке, выделится на лампе:
Из формулы (1) выразим ёмкость конденсатора:
C = 2 * 10-3 Ф = 2 мФ.
Ответ к задаче
Ответ: C = 2 (мФ).