Имеются два конденсатора электроемкостью 1 мкф

Два одинаковых плоских конденсатора электроемкостью 1 мкФ соединены параллельно

Условие задачи:

Два одинаковых плоских конденсатора электроемкостью 1 мкФ соединены параллельно и заряжены до напряжения 1 В. Пластины одного из конденсаторов разводят на большое расстояние. Найти энергию образовавшейся системы.

Задача №6.4.60 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Решение задачи:

Пусть увеличивают расстояние между пластинами у второго конденсатора. Его емкость \(C\) можно определить по формуле (мы условно приняли, что конденсаторы воздушные, хотя это и не имеет особого значения):

Поскольку расстояние между обкладками \(d\) увеличивают до большего, то есть увеличивают знаменатель в приведенной формуле, то емкость \(C\) будет уменьшаться и стремиться к нулю.

Примем начальный суммарный заряд конденсаторов равным \(q_0\), конечный заряд первого конденсатора равным \(q\), а второго – \(Q\). Очевидно, что:

Согласно закону сохранения заряда:

Так как конденсаторы соединены параллельно, то напряжение между ними всегда остается одинаковым (но не постоянным!). Конечное напряжение между конденсаторами \(U\) можно определять по двум таким формулам:

Принимая во внимание (1), имеем \(Q=0\). Тогда формула (3) примет вид:

Энергию системы найдем как сумму конечной энергии первого и второго конденсатора \(W_1\) и \(W_2\):

Конечную энергию первого конденсатора \(W_1\) найдем таким образом:

Учитывая (5), имеем:

А вот для определения конечной энергии второго конденсатора \(W_2\) следует воспользоваться иной формулой, поскольку в противном случае Вы получите неопределенность вида 0/0:

Воспользуемся поочередно формулами (4) и (5):

Так как \(C=0\), значит конечная энергия \(W_2\) также равна нулю. В итоге формула (6) должна получиться такой:

\[W = 2 \cdot <10^< – 6>> \cdot <1^2>= 2 \cdot <10^< – 6>>\;Дж = 2\;мкДж\]

Ответ: 2 мкДж.

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Источник

Имеются два конденсатора электроемкостью 1 мкф

Вопрос по физике:

Имеются два конденсатора электроемкостью 1 мкФ и 2 мкФ. Какова электроемкость

батареи при последовательном и при параллельном соединении этих конденсаторов?

Трудности с пониманием предмета? Готовишься к экзаменам, ОГЭ или ЕГЭ?

Воспользуйся формой подбора репетитора и занимайся онлайн. Пробный урок — бесплатно!

Ответы и объяснения 1

1. Последовательное соединение.

С общая=С1С2/(С1+С2)=1мкФ х 2мкФ/(1 мкФ+2 мкФ)=0.67 мкФ

С общая =С1+С2=1 мкФ+2 мкФ=3 мкФ

Знаете ответ? Поделитесь им!

Как написать хороший ответ?

Чтобы добавить хороший ответ необходимо:

• Отвечать достоверно на те вопросы, на которые знаете правильный ответ;
• Писать подробно, чтобы ответ был исчерпывающий и не побуждал на дополнительные вопросы к нему;
• Писать без грамматических, орфографических и пунктуационных ошибок.

Этого делать не стоит:

• Копировать ответы со сторонних ресурсов. Хорошо ценятся уникальные и личные объяснения;
• Отвечать не по сути: «Подумай сам(а)», «Легкотня», «Не знаю» и так далее;
• Использовать мат — это неуважительно по отношению к пользователям;
• Писать в ВЕРХНЕМ РЕГИСТРЕ.

Есть сомнения?

Не нашли подходящего ответа на вопрос или ответ отсутствует? Воспользуйтесь поиском по сайту, чтобы найти все ответы на похожие вопросы в разделе Физика.

Трудности с домашними заданиями? Не стесняйтесь попросить о помощи — смело задавайте вопросы!

Физика — область естествознания: естественная наука о простейших и вместе с тем наиболее общих законах природы, о материи, её структуре и движении.

Источник

Два последовательно соединенных конденсатора с электроемкостью 1 и 3 мкФ подключены

Условие задачи:

Два последовательно соединенных конденсатора с электроемкостью 1 и 3 мкФ подключены к источнику напряжения 220 В. Найти напряжение на каждом конденсаторе.

Задача №6.4.26 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

\(C_1=1\) мкФ, \(C_2=3\) мкФ, \(U=220\) В, \(U_1-?\), \(U_2-?\)

Решение задачи:

Пусть \(U_1\) – напряжение между обкладками первого конденсатора, а \(U_2\) – напряжение между обкладками второго. Известно, что при последовательном соединении конденсаторов заряд на их обкладках одинаковый, поэтому запишем формулу электроемкости и выразим из нее заряд \(q\):

Также известно, что при таком соединении конденсаторов общее напряжение равно сумме напряжений на каждом из конденсаторов. Учитывая все написанное и пользуясь формулой (1), мы можем получить такую систему:

Из верхнего равенства системы выразим напряжение \(U_2\):

Полученное выражение подставим в нижнее равенство системы:

Откуда напряжение на первом конденсаторе \(U_1\) равно:

Используя формулу (2), найдем напряжение на втором конденсаторе \(U_2\):

Мы получили две формулы для расчета напряжений, считаем численные ответы:

Ответ: 0,165 кВ; 0,055 кВ.

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Источник

Два последовательно соединенных конденсатора с электроемкостью 1 и 3 мкФ подключены

Условие задачи:

Два последовательно соединенных конденсатора с электроемкостью 1 и 3 мкФ подключены к источнику напряжения 220 В. Найти напряжение на каждом конденсаторе.

Задача №6.4.26 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

\(C_1=1\) мкФ, \(C_2=3\) мкФ, \(U=220\) В, \(U_1-?\), \(U_2-?\)

Решение задачи:

Пусть \(U_1\) – напряжение между обкладками первого конденсатора, а \(U_2\) – напряжение между обкладками второго. Известно, что при последовательном соединении конденсаторов заряд на их обкладках одинаковый, поэтому запишем формулу электроемкости и выразим из нее заряд \(q\):

Также известно, что при таком соединении конденсаторов общее напряжение равно сумме напряжений на каждом из конденсаторов. Учитывая все написанное и пользуясь формулой (1), мы можем получить такую систему:

Из верхнего равенства системы выразим напряжение \(U_2\):

Полученное выражение подставим в нижнее равенство системы:

Откуда напряжение на первом конденсаторе \(U_1\) равно:

Используя формулу (2), найдем напряжение на втором конденсаторе \(U_2\):

Мы получили две формулы для расчета напряжений, считаем численные ответы:

Ответ: 0,165 кВ; 0,055 кВ.

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Источник

Конденсаторы электроемкостью 1 и 2 мкФ заряжены до разности потенциалов 20 и 50 В

Условие задачи:

Конденсаторы электроемкостью 1 и 2 мкФ заряжены до разности потенциалов 20 и 50 В, соответственно. После зарядки конденсаторы соединены одноименными полюсами. Найти напряжение на этой батарее.

Задача №6.4.36 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

\(C_1=1\) мкФ, \(C_2=2\) мкФ, \(U_1=20\) В, \(U_2=50\) В, \(U-?\)

Решение задачи:

После того, как конденсаторы соединят одноименными полюсами, произойдет перераспределение зарядов, и напряжение на их обкладках станет одинаковым и равным искомому \(U\). Пусть \(q_<01>\) и \(q_<02>\) – начальные заряды первого и второго конденсаторов соответственно, а \(q_1\) и \(q_2\) – конечные заряды. Запишем закон сохранения зарядов и две формулы для нахождения напряжения \(U\):

Из равенств (2) и (3) этой системы получим:

Начальные заряды первого и второго конденсаторов \(q_<01>\) и \(q_<02>\) можно найти через начальные напряжения и электроемкости конденсаторов по формулам:

Подставим (4), (5) и (6) в (1), тогда:

Приведем правую часть этого равенства под общий знаменатель:

Выразим конечный заряд первого конденсатора \(q_1\):

Полученное выражение подставим в формулу (2) и так мы получим решение задачи в общем виде:

Ответ: 40 В.

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Источник