Сложный конденсатор
5/10Сложный конденсатор состоит из четырёх одинаковых пластин площадью \(S = 1\) м\(^2\) каждая, расположенных параллельно друг другу (рис.). Расстояние между средними пластинами \(b\) и \(c\) равно \(l = 2\) см. Расстояние между пластинами \(a\) и \(b\), \(c\) и \(d\) равно \(l_1 = l/2\). Пластины \(b\) и \(c\) подключены к идеальному источнику напряжения с \(\mathcal{E} = 120\) В через резистор \(R_1\). В начальном состоянии ключ \(K\) разомкнут.
Нарисуйте эквивалентную схему сложного конденсатора после замыкания ключа \(K\) и найдите его ёмкость \(C\).
Какое количество теплоты \(Q\) выделится на резисторах \(R_1\) и \(R_2\) (в сумме) при замыкании ключа \(K\)?
Электрическая постоянная \(\varepsilon_0 = 8{,}85 \cdot 10^{-12}\) Ф/м.
Указание. Воспользуйтесь законом сохранения энергии.
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаПосле замыкания ключа пластины \(a\) и \(d\) соединены, и между \(b\) и \(c\) получаются две параллельные ветви: зазор \(bc\) и последовательно соединённые зазоры \(ba\) и \(dc\). Тепло равно работе источника минус приращение энергии конденсатора.
Ответ1) См. рисунок: \(C = \dfrac{2\varepsilon_0S}{l} = 0{,}89\) нФ; 2) \(Q = \dfrac{\mathcal{E}^2\varepsilon_0S}{2l} \approx 3{,}2\) мкДж.
Похожие задачи
- Конденсаторы после замыкания ключа (C4) ЕГЭ 2013, 11 кл.
- Металлическая пластинка между обкладками Физтех 2025/26, 11 кл.
- Конденсатор из трёх пластин Курчатов 2018/19, 10 кл.
- Батарея конденсаторов с диэлектриком «Шаг в будущее» 2018/19, 11 кл.
- Сферический конденсатор с заземлением Физтех 2021/22, 11 кл.
- Конденсатор с шариками на проводах Курчатов 2021/22, 11 кл.