Для решения этой задачи нам необходимо использовать законы Кирхгофа для электрических цепей.
В начальный момент время ток в цепи равен нулю (поскольку ключ был только что замкнут). Поэтому в начальный момент напряжение на конденсаторе будет равно 0. С увеличением времени ток в цепи будет расти, а напряжение на конденсаторе будет уменьшаться.
Используем уравнение для напряжения на катушке в цепи с постоянным током:
[V_L = L * \frac{di}{dt}]
где:
- (V_L) - напряжение на катушке,
- (L) - индуктивность катушки,
- (\frac{di}{dt}) - изменение тока через катушку по времени.
Также у нас есть уравнение для суммы падения напряжения на элементах цепи:
[E = V_R + V_L]
где:
- (E) - ЭДС источника напряжения,
- (V_R) - напряжение на резисторе,
- (V_L) - напряжение на катушке.
Подставим значения из условия:
[E = V_R + V_L]
[25 = 40i + L\frac{di}{dt}]
[25 = 40i + 45 * 10^{-3} * i']
Решая это уравнение, найдем значение тока (i) через резистор после достижения установившегося режима. Подставив это значение тока обратно в одно из уравнений, найдем напряжение на резисторе:
Теперь остается выразить заряд через Кулоновский закон:
[Q = C * U_R]
где:
- (Q) - заряд,
- (C) - емкость контура (в данном случае равна (L)),
- (U_R) - напряжение на резисторе.
Вычислив значение заряда, округлим его до десятых, так как ответ требуется округлить.