Конденсаторы после замыкания ключа (C4)
4/10В цепи, изображённой на рисунке, ЭДС батареи равна 100 В, сопротивления резисторов \(R_1 = 10\) Ом и \(R_2 = 6\) Ом, а ёмкости конденсаторов \(C_1 = 100\) мкФ и \(C_2 = 60\) мкФ. В начальном состоянии ключ К разомкнут, а конденсаторы не заряжены. Через некоторое время после замыкания ключа в системе установится равновесие. Какое количество теплоты выделится в цепи к моменту установления равновесия? Ответ выразите в мДж и округлите до целых.
▶Показать разборСкрыть разбор
Ответ300 мДж.
РешениеПосле установления равновесия ток через резисторы прекращается, конденсатор \(C_1\) заряжен до напряжения, равного ЭДС батареи, \(U_{1\max} = \mathcal{E}\), а \(C_2\) разряжен (\(U_{2\max} = 0\)). Заряд, прошедший через батарею: \(q = C_1\mathcal{E}\). Энергия заряженного конденсатора \(W = C_1\mathcal{E}^2/2\). Работа сторонних сил \(A = q\mathcal{E} = C_1\mathcal{E}^2\). Эта работа переходит в энергию конденсаторов и теплоту: \(Q = A - W = C_1\mathcal{E}^2/2\). При подстановке \(Q = 0{,}3\) Дж.
Похожие задачи
- 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.
- Частица пролетает через три сетки Физтех 2022/23, 11 кл.