Ηλεκτρική Ταλάντωση. Ρυθμοί μεταβολής.

Αφού το αμπερόμετρο διαρρέεται από ρεύμα σταθερής έντασης, δεν έχουμε φαινόμενο αυτεπαγωγής στο πηνίο, οπότε Ε_αυτ=V_L=V_C=0, οπότε Q=CV=0 και από το νόμο του Ohm για κλειστό κύκλωμα παίρνουμε Ε=ΙR=5·2V= 10V.

Α) Η ενέργεια της ηλεκτρικής ταλάντωσης είναι Ε=U_Lmax= ½ LΙ²= ½ ·10·10^-3·5²J=125mJ.

Β) dq/dt=i=5Α/s, ενώ Ε_αυτ= - Ldi/dt → di/dt= - Ε_αυτ/L = 0 αφού τη στιγμή αυτή

Ε_αυτ=V_L=V_C=0.

Γ) Η ενέργεια ταλάντωσης παραμένει σταθερή, οπότε:

U_L+U_C=Ε_τ →

½ Li² + ½ q²/C = ½ LΙ² ή

U_C= ½ L(Ι²-i²) = ½ 10^-2·(25-9)= 0,08J.

Τη στιγμή αυτή αφού U_C= ½ CV² →

Αλλά τη στιγμή αυτή (για πρώτη φορά) ο πυκνωτής φορτίζεται (η πολικότητά του φαίνεται στο σχήμα), οπότε V_ΑΒ=400V και η ισχύς που απορροφά ο πυκνωτής είναι:

Ρ=V·i=400V·3 Α=1200W.

Σχόλιο: Αν θυμηθούμε λίγο τις αντιστοιχίες μεταξύ μηχανικής και ηλεκτρικής ταλάντωσης (x→q, υ→dq/dt=i, α→ di/dt). Συνεπώς για t=0 που η ένταση του ρεύματος είναι μέγιστη, ο ρυθμός μεταβολής της έντασης είναι μηδέν. Όπως ακριβώς στη θέση ισορροπίας η επιτάχυνση είναι μηδέν.