Решение на момент правки #18830 от , автор igor. Это не текущая версия.

Условие

11.4.9. Источник с ЭДС и нулевым внутренним сопротивлением в момент времени подключают к последовательно соединенным катушке индуктивности и конденсатору емкости . Найдите максимальный ток в цепи и максимальный заряд конденсатора.

Решение

Максимальный ток

Из второго правила Кирхгофа

где есть ток в цепи, есть заряд конденсатора.

Продифференцируем по и поделим на :

что есть уравнение гармонических колебаний .

Общее решение

где и есть постоянные интегрирования, которые находят из состояния с известными данными, .

При имеем , значит, из получается .

Для тока остается

Еще при известно . Тогда идем в с учетом этого в момент :

где есть значение производной тока в момент . Что дает после подстановки предыдущего

Итак, закон тока

и максимальный ток

Максимальный заряд

Из определения тока заряд

Подставляем и интегрируем

где есть постоянная интегрирования.

При имеем , значит, .

Итог для заряда

Максимальный заряд при максимуме , достигаемого выражением в скобках:

С

Литература

[1] И. Яковлев. Дифференциальные уравнения. Материалы по физике. mathus.ru.

[2] Зельдович Я.Б. Высшая математика для начинающих физиков и техников. ИТФ Ландау. 1982.

Ответ

С