Предположим, у нас есть идеальная LC-цепь (без сопротивления) и разомкнутый ключ, в котором конденсатор имеет начальное напряжение . Первоначально энергия, запасенная в конденсаторе при является а энергия в магнитном поле индуктора равна нулю, потому что ток не течет. Сейчас в свое время мы замыкаем выключатель, и ток начинает медленно нарастать. Когда ток максимален, энергия, запасенная в магнитном поле индуктора, равна но теперь энергия, запасенная в конденсаторе, равна нулю. Таким образом, мы должны иметь это потому что энергия не рассеивается, так как нет сопротивления.
Но здесь, кажется, что-то очень неправильное на фундаментальном уровне. Заряд (электроны), проходящий через индуктор в момент максимального тока, имеет ненулевую кинетическую энергию (обозначим эту кинетическую энергию ). Они должны иметь ненулевую кинетическую энергию, поскольку они представляют собой ток. Но если они обладают этой энергией в дополнение к энергии магнитного поля , то полная энергия в момент максимума тока будет равна . Получается, что мы создали энергию в этом процессе?
Единственный способ обойти эту проблему — предположить, что кинетическая энергия уже каким-то образом учтена в энергии магнитного поля, но я не уверен.
Любая помощь по этому вопросу будет принята с благодарностью!
Кинетическая энергия электронов из-за электрического тока в индукторе намного меньше магнитной энергии (при условии, что индуктор имеет достаточно большую , что обычно и бывает).
Так что да, строго говоря, полная энергия, запасенная в конденсаторе, преобразуется в магнитную энергию и кинетическую энергию зарядов с током, но последняя энергия настолько мала по сравнению с магнитной энергией, что ею принято пренебрегать.
итлу