Задачи › Цепь с конденсатором, установившийся режим

Заряд конденсаторов в мостовой схеме

  1. Заряд конденсаторов в мостовой схеме

    Курчатов 2019/20, 8 кл.
    4/10

    Как изменится заряд, запасённый в конденсаторах, если центральный резистор отсоединить от точек \(A\) и \(C\) и подсоединить к точкам \(B\) и \(D\)? Напряжение, приложенное к точкам \(A\) и \(C\), составляет \(5\) В. Ответ выразите в пКл и округлите до сотых.

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    В установившемся режиме ток через конденсаторы не идёт, поэтому потенциалы узлов \(B\) и \(D\) находятся из условия равенства токов через резисторы в каждом узле.

    Ответ

    \(\Delta q = -5{,}83\) пКл.

    Решение

    Ёмкости: \(1\) пФ — между \(B\) и \(C\), \(2\) пФ — между \(A\) и \(D\).

    Центральный резистор между \(A\) и \(C\). Тогда конденсаторы включены под напряжением \(5\) В, и запасённый заряд \(q_1 = 1\cdot 5 + 2\cdot 5 = 15\) пКл.

    Центральный резистор между \(B\) и \(D\). В установившемся режиме токи через конденсаторы нулевые, поэтому токи идут только через резисторы \(1\) Ом (\(A\)–\(B\)), \(2\) Ом (\(B\)–\(D\)) и \(3\) Ом (\(D\)–\(C\)). Из условий токов в узлах \(B\) и \(D\) находим \(\varphi_B = \dfrac{25}{6}\) В и \(\varphi_D = \dfrac{5}{2}\) В (при \(\varphi_A = 5\) В, \(\varphi_C = 0\)). Напряжение на конденсаторе \(BC\) равно \(\dfrac{25}{6}\) В, на конденсаторе \(AD\) — \(\dfrac{15}{6}\) В. Заряд \(q_2 = 1\cdot\dfrac{25}{6} + 2\cdot\dfrac{15}{6} = \dfrac{55}{6}\) пКл.

    Изменение заряда \(\Delta q = q_2 - q_1 = -\dfrac{35}{6} \approx -5{,}83\) пКл, то есть заряд уменьшился на \(5{,}83\) пКл.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи