Просто об электротехнике, электронике, математике, физике
Просто об электротехнике, электронике, математике, физике
Категория: Емкости

Конденсаторы: сохранение заряда

При отключении заряженного конденсатора от источника питания заряд на нем сохраняется. Этим зарядом конденсатор может “поделиться” с другим конденсатором, если тот не заряжен, а если заряжен, то заряд может перераспределиться, но никуда не исчезнет. Благодаря этому можно определить либо новое напряжение на системе конденсаторов, либо емкость какого-либо из них.

Задача 1. Конденсатор емкостью зарядили до напряжения В. При параллельном подключении этого конденсатора к незаряженному конденсатору емкостью мкФ вольтметр показал напряжение  В. Найти емкость конденсатора .

Первый конденсатор накопил заряд , и затем поделился им с незаряженным конденсатором. Так как соединены конденсаторы параллельно, то напряжение на них одно и то же – 100 В, поэтому во второй ситуации заряд первого конденсатора , а второго – . Общий заряд сохраняется, просто перераспределяется между двумя конденсаторами. Тогда

   

   

   

   

Ответ: мкФ

Задача 2. Конденсатор неизвестной емкости , заряжен до напряжения В. При параллельном подключении этого конденсатора к конденсатору емкостью мкФ, заряженному до напряжения В, напряжение на батарее становится В, если конденсаторы соединить обкладками одного знака. Определить емкость .

Оба конденсатора несут на себе заряд. Когда их соединяют (важно, что обкладками одного знака) заряд сохраняется, но перераспределяется:

   

Когда конденсаторы соединяют параллельно, напряжение на них одинаковое:

   

Тогда:

   

   

   

Ответ: мкФ

Задача 3. Конденсатор емкостью  мкФ,  заряженный до напряжения В, соединяют параллельно с конденсатором емкостью мкФ, заряженным до напряжения В обкладками, имеющими одинаковые заряды. Определить напряжение на конденсаторах после их соединения.

Задача совершенно аналогична предыдущей, попробуйте решить ее самостоятельно, а я приведу решение «без комментариев»

Показать



Задача 4. Напряжение на двух одинаковых плоских конденсаторах, соединенных параллельно, В. После отключения конденсаторов от источника тока у одного из них уменьшили расстояние между пластинами вдвое. Найти напряжение между пластинами конденсаторов в этом случае.

При отключении конденсаторов от источника заряд сохраняется. Он перераспределится, так как при уменьшении расстояния между пластинами емкость этого конденсатора вырастет вдвое:

   

   

Тогда:

   

   

   

   

Ответ: В.
Задача 5. Два одинаковых плоских конденсатора, емкостью С = 0,01 мкФ каждый соединили параллельно, зарядили до напряжения В и отключили от источника тока. Затем пластины одного из конденсаторов раздвинули на расстояние, вдвое превышающее первоначальное. Какой заряд прошел при этом по соединительным проводам?

При отключении конденсаторов от источника заряд сохраняется. Он перераспределится, так как при увеличении расстояния между пластинами емкость этого конденсатора уменьшится:

   

   

   

   

   

   

Тогда на конденсаторе был заряд , а стал , то есть по проводам прошел заряд .

Ответ: мкКл

Задача 6. К воздушному конденсатору‚ напряжение на котором В, присоединили параллельно такой же незаряженный конденсатор, но с диэлектриком из стекла. Какова диэлектрическая проницаемость стекла, если напряжение на зажимах батареи стало В?

С введением диэлектрика емкость увеличивается в раз. Поэтому по закону сохранения заряда

   

   

   

   

Ответ: .

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *