Задачи › Соединения конденсаторов, вычисление ёмкостей

Цикл с переменным конденсатором

  1. Цикл с переменным конденсатором

    ВсОШ 2002/03, 10 кл.
    6/10

    Из конденсатора переменной ёмкости \(C\) и конденсаторов постоянных ёмкостей \(C_1\) и \(C_2\) собрана цепь (рис. сверху). Производятся следующие действия:

    1. Замыкают ключ \(K_1\) и изменяют ёмкость конденсатора \(C\).

    2. Размыкают ключ \(K_1\), замыкают ключ \(K_2\) и изменяют ёмкость конденсатора \(C\).

    3. Размыкают ключ \(K_2\) и изменяют ёмкость конденсатора \(C\).

    Рисунок
    Рисунок

    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
    Подсказка

    При 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

    \(C_1 = \dfrac{q_1 - q_0}{U_0 - U_1}\); \(C_2 = \dfrac{q_1 - q_0}{U_2 - U_1}\); \(\Delta W = \dfrac{1}{2}(q_1 - q_0)(U_2 - U_0)\)

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи