Φυσική Γ' Λυκείου

80 / 290

79
Φυσική Θετικής και Τεχνολογικής Κατεύθυνσης – Εκδόσεις ΜΠΑΧΑΡΑΚΗ
Γ4. Να υπολογίσετε το ηλεκτρικό φορτίο του πυκνωτή τη χρονική στιγμή κατά
την οποία η ενέργεια του μαγνητικού πεδίου στο πηνίο είναι τριπλάσια από
την ενέργεια του ηλεκτρικού πεδίου στον πυκνωτή. (Μονάδες 7)
Απάντηση:
Γ1. Αρχικά ο διακόπτης Δ1 κλειστός και ο Δ2 ανοικτός.
Από τη σχέση της χωρητικότητας του πυκνωτή:
  
              6 6 5
C
Q Q
C C Q C E Q 8 10 5 40 10 4 10 C
V E
Σχόλιο: Η τάση του πυκνωτή ισούται με την τάση της πηγής ( 
C V E ) γιατί έχουν
τα ίδια άκρα
Γ2. Όταν την t = 0 ο διακόπτης Δ1 είναι ανοικτός και ο Δ2 κλειστός τότε ο
πυκνωτής αρχίζει να εκφορτίζεται και το κύκλωμα μετατρέπεται σε κύκλωμα LC
όπου ξεκινά ηλεκτρική ταλάντωση:
Η περίοδος είναι:
2 6 8 4
4
T 2π LC T 2π 2 10 8 10 2π 16 10 2π 4 10
8π 10 s
   

            
 
Γ3. Όταν     t 0 q Q και i 0 .
Άρα η εξίσωση του ρεύματος είναι:
  i Iημωt (1) με  I ωQ (2)
Όμως       
 4
2π 2π 1
ω ω 10000 2500 rad/s
Τ 8π 10 4
.
Άρα η (2) γίνεται           5 4 5 1
I 2500 4 10 10 10 10 0,1 Α .
Τελικά η (1) είναι:   i 0,1ημ2500t (S.I)
Γ4. Έχουμε U B = 3U E
Από Α.Δ.Ε. έχουμε
U Ε + U Β = Ε  U Ε + 3UΕ = Ε  4U Ε = Ε 