Определение отношения энергии магнитного поля катушки к энергии электрического поля конденсатора в идеальном колебательном контуре зависит от времени и состояния системы. Для удобства рассмотрим два специальных момента времени⁚ спустя время t T/6 после начала колебаний и в момент времени, когда мгновенное напряжение на конденсаторе будет в четыре раза меньше амплитудного.а) Спустя время t T/6 после начала колебаний⁚
После этого времени, колебательный контур достигает положения равновесия, где энергия в системе полностью переходит из электрического поля конденсатора в магнитное поле катушки. В этом состоянии энергия магнитного поля катушки будет равна энергии электрического поля конденсатора и обратно. Поэтому отношение энергии магнитного поля катушки к энергии электрического поля конденсатора будет равно 1⁚1.б) В момент времени, когда мгновенное напряжение на конденсаторе будет в четыре раза меньше амплитудного⁚
При этом моменте времени, энергия в системе будет распределена неравномерно между магнитным полем катушки и электрическим полем конденсатора. Если начальный заряд конденсатора был максимальным, то его энергия также будет максимальной. Мгновенное напряжение на конденсаторе пропорционально квадратному корню отношения энергии электрического поля конденсатора к его емкости. Поэтому в момент времени, когда мгновенное напряжение на конденсаторе будет в четыре раза меньше амплитудного, отношение энергии магнитного поля катушки к энергии электрического поля конденсатора будет равно 16⁚1.
В идеальном колебательном контуре, где нет потерь энергии, эти отношения остаются постоянными и не зависят от дальнейшего движения системы. Отношение энергии магнитного поля катушки к энергии электрического поля конденсатора является ключевым фактором в определении характеристик колебательного контура и его энергетического баланса.