Номер 3, страница 76 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

3. Почему при подключении конденсатора к катушке он разряжается постепенно?

3. При подключении заряженного конденсатора к катушке индуктивности он разряжается постепенно из-за явления электромагнитной самоиндукции.

Когда конденсатор начинает разряжаться, в цепи, состоящей из конденсатора и катушки, возникает электрический ток. Этот ток, протекая через катушку, создает в ней переменное магнитное поле и, соответственно, переменный магнитный поток.

Согласно закону электромагнитной индукции, изменение магнитного потока через катушку приводит к возникновению в ней электродвижущей силы (ЭДС), которую называют ЭДС самоиндукции. В соответствии с правилом Ленца, эта ЭДС всегда направлена так, чтобы противодействовать причине, ее вызвавшей. В данном случае причиной является нарастание тока разрядки конденсатора.

Следовательно, возникающая в катушке ЭДС самоиндукции ($ \mathcal{E}_{с} $) направлена против тока, замедляя его нарастание. Она препятствует мгновенному увеличению силы тока от нуля до максимального значения. Величина этой ЭДС определяется формулой:

$ \mathcal{E}_{с} = -L \frac{dI}{dt} $

где $ L $ — индуктивность катушки, а $ \frac{dI}{dt} $ — скорость изменения силы тока. Знак "минус" указывает на то, что ЭДС самоиндукции противодействует изменению тока.

Поскольку ток в цепи нарастает постепенно, то и заряд с обкладок конденсатора стекает не мгновенно, а плавно. Катушка индуктивности проявляет своего рода "инертность", сопротивляясь любому изменению тока в цепи. Этот процесс приводит к электромагнитным колебаниям, в ходе которых энергия электрического поля конденсатора постепенно переходит в энергию магнитного поля катушки, и наоборот.

Ответ: Конденсатор разряжается постепенно, потому что при нарастании тока разрядки в катушке возникает ЭДС самоиндукции, которая, согласно правилу Ленца, препятствует этому нарастанию. Катушка оказывает "инертное" противодействие изменению тока, что и делает процесс разрядки плавным, а не мгновенным.