Решение на момент правки #14161 от , автор igor. Это не текущая версия.

Условие

11.4.7. В изображенной на рисунке цепи конденсатор емкости заряжен до напряжения . Сначала замыкают ключ . В момент, когда ток через катушку индуктивности достигает своего максимального значения, замыкают ключ и размыкают ключ . Каким оказывается наибольшее значение напряжения на сопротивлении ?

К задаче $11.4.7$
К задаче

Решение

После замыкания ключа

Второе правило Кирхгофа для -контура:

или, с учетом и перестановки в этой формуле:

Это дифференциальное уравнение вида , описывающее гармонические колебания. Его решением является функция:

где есть амплитуда тока, , есть начальная фаза.

Начальную фазу определим из начального момента времени, с учетом того, что ток в катушке в момент коммутации ключа не может измениться, как говорят, скачком:

откуда видим: , так что решение указанного дифф. уравнения можно записать короче:

Теперь перепишем второе правило Кирхгофа в виде:

и получим, что

Начальную фазу заряда найдем из условия, что ток через конденсатор (то есть производная заряда по времени) равен нулю при :

Величину найдем из при и :

Сопоставление производной по времени от закона

с формулой дает:

После замыкания и размыкания

Второе правило Кирхгофа для -контура:

Решением этого дифф. уравнения является функция с экспонентой [1], по которой ток убывает со временем:

где есть ток в -контуре в начальный момент времени; при этом , так как ток катушки при переключениях не меняется.

Значит, напряжение на резисторе убывает по закону:

Как видно, напряжение монотонно падает со временем, так что максимум напряжения на резисторе оказывается при нулевом :

Ответ

.