|
"Любители музыки здесь есть? Тогда задачка. Тяжёлый рояль три мужика с трудом втащили на десятый этаж. И там сожгли. Куда делась энергия E = m*g*h ?"
С совершенно идеальными объектами иногда трудно иметь дело.
К катушке надо добавить ёмкость, а к ключу - конечное время размыкания и сопротивление в частично разомкнутом состоянии.
Тогда можно будет рассмотреть два крайних случая и их смесь.
1. У катушки ёмкость, а ключ идеальный.
Ключ мгновенно размыкается и катушка с ёмкостью становятся колебательным контуром. Напряжение колебаний можно получить приравняв энергии:
Ec = C * U^2 / 2
El = L * i^2 / 2
U = i * sqr(L / C)
2. Медленный ключ. Для простоты предположим, что ключ сначала переходит в состояние с конечным сопротивлением, а потом размыкается совсем.
Тогда на ключе появится напряжение
U = R * i
и индуктивность начнет (экспоненциально) разряжаться на сопротивление.
Постоянная времени этого процесса
t0 = L / R
Чем больше R, тем быстрее.
Смесь двух крайностей.
Например, медленный транзистор. В этом случае, когда сопротивление транзистора начинает увеличиваться, энергия из индуктивности начинает рассеиваться в этом транзисторе. По мере увеличения сопротивления растёт скорость нарастания напряжения. При этом всё бОльшая часть тока индуктивности начинает идти на зарядку ёмкости. Наконец, когда транзистор совсем выключится, останется только LC. Ясен пень, что чем медленнее выключается транзистор, тем меньше энергии останется в контуре.
Механический ключ. Может показаться, что как только металл от металла отконтачил, так сразу ток прервался. Однако нет. В обычных (бытовых) случаях возникает дуга. На дуге получается напряжение десятки-сотни вольт. БОльшее напряжение получить затруднительно. Надо здоровенную индуктивность, надо ключ, у которого контакты быстро расходятся на сантиметры, гаситель дуги.
Такие дела.
Да, кстати, так куда же делась энергия рояля?
E-mail: 
info@telesys.ru
