Чтобы решить задачу, определим амплитудное значение силы тока в контуре с заданными параметрами.
Дано:
- Амплитудное значение напряжения \( U = 100 \, \text{В} \)
- Емкость конденсатора \( C = 181 \, \text{нФ} = 181 \times 10^{-9} \, \text{Ф} \)
- Индуктивность катушки \( L = 20 \, \text{мГн} = 20 \times 10^{-3} \, \text{Гн} \)
Контур, состоящий из катушки индуктивности и конденсатора, является RLC-контуром. В этом контуре амплитудное значение силы тока можно вычислить с помощью формулы:
\[ I = \frac{U}{Z} \]
где \( Z \) — это полное сопротивление контура. Для LC-контуров полное сопротивление определяется как:
\[ Z = \sqrt{Z_L^2 + Z_C^2} \]
где \( Z_L \) — реакция катушки, а \( Z_C \) — реакция конденсатора.
Реакция катушки индуктивности определяется как:
\[ Z_L = \omega L \]
где \( \omega = 2 \pi f \) — угловая частота колебаний.
Реакция конденсатора определяется как:
\[ Z_C = \frac{1}{\omega C} \]
Теперь, чтобы найти реактивные сопротивления, нам нужно определить частоту \( f \). Однако, скорей всего, частота колебаний не дана, поэтому будем использовать общее выражение для полной амплитуды тока в данном случае.
Сначала найдем функцию \( \omega \) для резонанса, которая может быть определена через \( 1/\sqrt{LC} \). Таким образом:
\[ f_0 = \frac{1}{2 \pi \sqrt{LC}} \]
Подставим значения:
\[ LC = (20 \times 10^{-3}) \cdot (181 \times 10^{-9}) = 3.62 \times 10^{-12} \] \[ f_0 = \frac{1}{2 \pi \sqrt{3.62 \times 10^{-12}}} \]
Теперь вычислим значение. Сначала найдем:
\[ \sqrt{3.62 \times 10^{-12}} \approx 6.01 \times 10^{-6} \] \[ f_0 = \frac{1}{2 \pi (6.01 \times 10^{-6})} \approx 26.5 \, \text{кГц} \]
Теперь вычислим \( Z_L \) и \( Z_C \) при этой частоте:
\[ \omega = 2 \pi f_0 \approx 2 \pi (26500) \approx 1667 \, \text{рад/с} \] \[ Z_L = \omega L = 1667 \cdot (20 \times 10^{-3}) = 33.34 \, \Omega \] \[ Z_C = \frac{1}{\omega C} = \frac{1}{1667 \cdot (181 \times 10^{-9})} \approx 5.5 \, \Omega \]
Теперь подставим в формулу для полного сопротивления \( Z \):
\[ Z = \sqrt{Z_L^2 + Z_C^2} = \sqrt{(33.34)^2 + (5.5)^2} \approx \sqrt{1111.5556 + 30.25} \approx \sqrt{1141.8056} \approx 33.8 \, \Omega \]
Теперь найдем амплитудное значение силы тока \( I \):
\[ I = \frac{U}{Z} = \frac{100}{33.8} \approx 2.95 \, \text{А} \]
Таким образом, амплитудное значение силы тока в контуре Тома составляет примерно 2.95 А.