Конденсаторы, катушка и диод

1. В течение времени \(t_1 = \tau = \dfrac{\pi}{2}\sqrt{LC}\) диод закрыт. К концу этого промежутка времени конденсатор \(C\) первый раз разрядится, и его электростатическая энергия преобразуется в энергию магнитного поля катушки.

2. В следующий интервал времени \(t_2 = \dfrac{\pi}{2}\sqrt{4L\cdot C} = \pi\sqrt{LC}\) диод открыт и параллельно соединённые конденсаторы общей ёмкостью \(4C\) к концу этого интервала заряжаются до напряжения \(U\), а сила тока в катушке становится равной нулю. Из закона сохранения энергии следует, что \[\dfrac{CU_0^2}{2} = \dfrac{4CU^2}{2} \;\Rightarrow\; U = \dfrac{U_0}{2}.\] В дальнейшем диод всегда закрыт, и в левом контуре происходят незатухающие колебания с периодом \(T = 2\pi\sqrt{LC}\) и амплитудой колебаний напряжения \(U = \dfrac{U_0}{2}\). При этом напряжение на конденсаторе \(3C\) остаётся постоянным и равным \(U_{3C} = \dfrac{U_0}{2}\). Графики зависимости от времени \(t\) напряжений \(U_C\) и \(U_{3C}\) на конденсаторах показаны на рисунке 167.