Форум сайта alsak.ru

Задачи и вопросы по физике => Электростатика => Электродинамика => Конденсатор => : Антон Огурцевич 20 May 2015, 16:17

: Конденсатор ёмкостью
: Антон Огурцевич 20 May 2015, 16:17
Конденсатор ёмкостью C1 = 10 мкФ заряжен до напряжения U = 10 В. Вычислите заряд на обкладках этого конденсатора после того, как параллельно ему был подключён другой незаряженный конденсатор ёмкостью C2 = 20 мкФ. Сделать рисунок.
: Re: Конденсатор ёмкостью
: Сергей 21 May 2015, 20:34
Решение.
При соединении конденсаторов выполняется закон сохранения электрического заряда (конденсаторы отключены от источника тока).
q1 + q2 = q   (1)
 q = C1∙U    (2)
q1, q2  — заряды на конденсаторах после соединения,
q — суммарный заряд на конденсаторах после соединения равен заряду первого конденсатора до соединения.
После соединения система достигнет равновесия когда сравняются напряжения на конденсаторах.
\[ {{U}_{1}}={{U}_{2}},\ \frac{{{q}_{1}}}{{{C}_{1}}}=\frac{{{q}_{2}}}{{{C}_{2}}}\ \ \ (3). \]
(2) подставим в (1) из (1) выразим q2, q2 подставим в (3) выразим q1.
\[ \begin{align}
  & {{q}_{2}}={{C}_{1}}\cdot U-{{q}_{1}}\ \ \ (4),\ \frac{{{C}_{1}}\cdot U-{{q}_{1}}}{{{C}_{2}}}=\frac{{{q}_{1}}}{{{C}_{1}}},\ {{C}_{1}}\cdot U-{{q}_{1}}=\frac{{{C}_{2}}\cdot {{q}_{1}}}{{{C}_{1}}}, \\
 & {{q}_{1}}\cdot (\frac{{{C}_{2}}}{{{C}_{1}}}+1)={{C}_{1}}\cdot U,\ {{q}_{1}}=\frac{{{C}_{1}}\cdot U}{\frac{{{C}_{2}}}{{{C}_{1}}}+1},\ {{q}_{1}}=\frac{{{C}_{1}}\cdot {{C}_{1}}\cdot U}{{{C}_{1}}+{{C}_{2}}},\ {{q}_{1}}=\frac{C_{1}^{2}\cdot U}{{{C}_{1}}+{{C}_{2}}}\ \ \ (5). \\
\end{align} \]
q1 = 33,33∙10-6 Кл