Задача №944(934) Сборник задач по физике А.П.Рымкевич
Дано:
\(L=0.2\,\text{Гн}\)
\({I}_{\text{max}}=0.04\,\text{А}\)
\(n=2\)
\({W}_{\text{эл.п}}=?\)
\({W}_{\text{м.п}}=?\)
Решение:
Полная энергия контура
$$W=\frac{L \cdot {{I}_{\text{max}}}^{2}}{2}$$
$$W=\frac{0.2\,\text{Гн} \cdot {(0.04\,А)}^{2}}{2}=1.6\cdot {10}^{-4}\,\text{Дж}$$
Мгновенное значение силы тока
$${I}_{\text{мг}}=\frac{{I}_{\text{max}}}{n}$$
$${I}_{\text{мг}}=\frac{0.04\,А}{2}=0.02\,А$$
Энергия магнитного поля катушки, когда ток в \(2\) раза меньше амплитудного значения
$${W}_{\text{м.п}}=\frac{L \cdot {{I}_{\text{мг}}}^{2}}{2}$$
$${W}_{\text{м.п}}=\frac{0.2\,\text{Гн} \cdot {(0.02\,А)}^{2}}{2}=4\cdot {10}^{-5}\,\text{Дж}$$
Энергия электрического поля конденсатора
$${W}_{\text{эл.п}}=W-{W}_{\text{м.п}}$$
$${W}_{\text{эл.п}}=1.6\cdot {10}^{-4}\,\text{Дж}-4\cdot {10}^{-5}\,\text{Дж}=1.2\cdot {10}^{-4}\,\text{Дж}$$
Ответ: энергия электрического поля конденсатора равна \(1.2\cdot {10}^{-4}\) Дж, энергия магнитного поля катушки равна \(4\cdot {10}^{-5}\) Дж.