Как меняется заряд конденсатора и энергия электрического поля в данном процессе в колебательном контуре

Инструкция: В колебательном контуре, изображенном на рисунке, состоящем из индуктивности L, конденсатора C и резистора R, происходит периодическое изменение заряда конденсатора и энергии электрического поля.

В начальный момент времени при подаче постоянного напряжения на контур, заряд конденсатора равен нулю, а энергия электрического поля равна максимальной. С течением времени, заряд конденсатора начинает возрастать, а энергия электрического поля убывать.

В процессе зарядки конденсатора, энергия электрического поля преобразуется в энергию заряда конденсатора. При этом заряд конденсатора увеличивается экспоненциально со временем в соответствии с формулой: Q(t) = Q₀(1 — e^(-t/RC)), где Q₀ — начальный заряд конденсатора, R — сопротивление, C — емкость.

При достижении максимального значения заряда, конденсатор начинает разряжаться. В этот момент заряд конденсатора убывает экспоненциально со временем, а энергия электрического поля возрастанет.

В общем, заряд конденсатора и энергия электрического поля в колебательном контуре периодически меняются между максимальными и минимальными значениями в процессе зарядки и разрядки конденсатора.

Пример использования: Определите значение заряда конденсатора и энергии электрического поля в момент времени t=0.02с, если начальный заряд Q₀=10мкКл, сопротивление R=100Ом и емкость C=1мкФ.

Совет: Для лучшего понимания процесса периодического изменения заряда конденсатора и энергии электрического поля в колебательном контуре, рекомендуется изучить теорию о колебательных контурах и формулах, связанных с ними. Понимание связи между параметрами R, L, C и характером изменения заряда и энергии поможет понять основы данной темы.

Задание: Найти значение заряда конденсатора и энергии электрического поля в колебательном контуре, если известно, что начальный заряд Q₀=20мкКл, сопротивление R=50Ом, емкость C=2мкФ и прошло время t=0.05с.