Question

4. Проанализируйте последовательные стадии колебательного процесса в колебательном контуре (R=0), показав состояние контура через каждые четверть периода от момента зарядки конденсатора.

Answer 1

Вот тут все хорошо показано:

Answer 2

Колебательный контур, в котором сопротивление (R) равно нулю, называется незатухающим колебательным контуром. В незатухающем колебательном контуре колебания могут продолжаться бесконечно долго. Для анализа последовательных стадий колебательного процесса в таком контуре, давайте рассмотрим, как меняются параметры контура через каждые четверть периода колебаний от момента зарядки конденсатора.

1. Момент начала зарядки конденсатора (t = 0):

   • Заряд конденсатора (Q) максимален и равен начальному заряду.
   • Ток (I) в контуре максимален и равен бесконечности (так как R = 0).
   • Напряжение на конденсаторе (Uc) равно нулю, так как в начальный момент он разряжен.
   • Напряжение на катушке индуктивности (Ul) максимально и равно начальному напряжению питающего источника.

2. Четверть периода (t = T/4):

   • Конденсатор начинает разряжаться. Ток в контуре (I) остается максимальным (бесконечность), но напряжение на конденсаторе (Uc) увеличивается.
   • Напряжение на катушке индуктивности (Ul) начинает уменьшаться.
   • Энергия переходит из магнитного поля катушки в электрическое поле конденсатора.

3. Половина периода (t = T/2):

   • Конденсатор разряжен полностью, и его напряжение (Uc) становится максимальным, равным начальному напряжению питающего источника.
   • Ток в контуре (I) равен нулю, так как конденсатор разряжен, и в контуре нет энергии.
   • Напряжение на катушке индуктивности (Ul) равно нулю.

4. Три четверти периода (t = 3T/4):

   • Происходит процесс зарядки конденсатора в обратном направлении. Ток (I) начинает возрастать и напряжение на конденсаторе (Uc) уменьшается.
   • Напряжение на катушке индуктивности (Ul) начинает возрастать снова.

Этот процесс будет повторяться бесконечно, и контур будет колебаться между зарядом конденсатора и энергией магнитного поля в катушке индуктивности. Важно отметить, что в незатухающем колебательном контуре сопротивление R=0, поэтому колебания не затухают и могут продолжаться бесконечно долго при отсутствии других потерь энергии.