Цикл с переменным конденсатором
6/10Из конденсатора переменной ёмкости \(C\) и конденсаторов постоянных ёмкостей \(C_1\) и \(C_2\) собрана цепь (рис. сверху). Производятся следующие действия:
Замыкают ключ \(K_1\) и изменяют ёмкость конденсатора \(C\).
Размыкают ключ \(K_1\), замыкают ключ \(K_2\) и изменяют ёмкость конденсатора \(C\).
Размыкают ключ \(K_2\) и изменяют ёмкость конденсатора \(C\).


На графике (рис. снизу) изображена зависимость заряда \(q\) на конденсаторе \(C\) от разности потенциалов \(U\) на нём. Начальные заряд и разность потенциалов на этом конденсаторе \(q_0\) и \(U_0\), промежуточные \(q_1\) и \(U_1\), \(q_2 = q_0\) и \(U_2\) известны. Найдите ёмкости конденсаторов \(C_1\) и \(C_2\), начальные и конечные разности потенциалов на них, а также изменение энергии системы конденсаторов \(C_1\) и \(C_2\) в описанном процессе.
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаПри подключённом \(C_1\) сумма зарядов \(C\) и \(C_1\) постоянна, а напряжения равны, поэтому участок графика — прямая с наклоном \(-C_1\); аналогично для \(C_2\). Изменение энергии системы \(C_1\) и \(C_2\) связано с работой над конденсатором \(C\), то есть с площадью цикла на графике.
Ответ\(C_1 = \dfrac{q_1 - q_0}{U_0 - U_1}\); \(C_2 = \dfrac{q_1 - q_0}{U_2 - U_1}\); \(\Delta W = \dfrac{1}{2}(q_1 - q_0)(U_2 - U_0)\)
Похожие задачи
- Батарея из маленьких конденсаторов МОШ 1997/98, 11 кл.
- Максимальная разность потенциалов МОШ 2000/01, 10 кл.
- Тепло в цепи из трёх конденсаторов Курчатов 2012/13, 10-11 кл.
- Восемь пластин с диэлектриком МОШ 2012/13, 10 кл.
- Ёмкость сложной цепочки конденсаторов МОШ 2014/15, 11 кл.
- Цепь из четырёх конденсаторов МОШ 2014/15, 11 кл.