Меню
Видеоучебник
Видеоучебник  /  Физика  /  Видеоуроки. Решение задач по физике. Электродинамика.  /  Соединения конденсаторов и конденсаторные батареи

Соединения конденсаторов и конденсаторные батареи

Урок 10. Видеоуроки. Решение задач по физике. Электродинамика.

Данный урок отдельно посвящен соединению конденсаторов. Мы рассмотрим задачи разной сложности на данную тему.

Конспект урока "Соединения конденсаторов и конденсаторные батареи"

«Несовершенство суждений –

наибольший недостаток при

умственном труде в любой области»

Майкл Фарадей

Данная тема посвящена решению задач на соединения конденсаторов и конденсаторные батареи.

Задача 1. Пять конденсаторов с одинаковой ёмкостью подключены параллельно друг другу, образуя батарею. Определите ёмкость данной батареи, если при подключении к источнику тока с напряжением 50 В, заряд на обкладках каждого конденсатора составляет 30 нКл.

ДАНО:

СИ

РЕШЕНИЕ

Запишем общее выражение для определения электроёмкости конденсатора

При параллельном соединении

Т.к. по условию задачи заряд на обкладках каждого конденсатора одинаковый, то электроёмкость батареи равна

Ответ: 3 нФ.

Задача 2. Два подключенных последовательно конденсатора имеют ёмкости 200 мкФ и 400 мкФ. Эти конденсаторы подключают к полюсам источника с напряжением 12 В и максимально заряжают. Найдите ток при разрядке батареи из этих конденсаторов, предполагая, что он постоянный, если разрядка занимает 20 мс.

ДАНО:

СИ

РЕШЕНИЕ

При последовательном соединении общая электроёмкость определяется по формуле

Электроёмкость конденсатора в общем виде может быть выражена

Из определения силы тока

Тогда получаем

Ответ: 80 мА.

Задача 3. В приведённой схеме электроёмкость конденсатора C1 равна некоторому значению C0. Ёмкость конденсатора C2 вдвое больше, а ёмкость конденсатора C3 ‒ вчетверо больше и т.д. Найдите общую ёмкость участка цепи.

ДАНО:

РЕШЕНИЕ

Исходя из приведенного рисунка, имеется смешанное соединение конденсаторов. При последовательном соединении

Конденсаторы с емкостью C2 и С3 соединены последовательно, поэтому

Тогда первоначальную схему можно заменить следующей

При параллельном соединении

Конденсаторы с ёмкостями С2,3, С4 и С5 соединены параллельно, поэтому

Тогда имеющуюся схему можно заменить следующей

Конденсаторы с ёмкостями С1 и С2,3,4,5 соединены последовательно поэтому

Ответ:

Задача 4. На схеме показано смешанное соединение конденсаторов и указаны электроёмкости некоторых конденсаторов. Известно, что на конденсаторе с ёмкостью C1 напряжение равно 600 В, а заряд – 600 нКл. Найдите общую электроёмкость данного участка, а также общее напряжение на этом участке цепи.

ДАНО:

СИ

РЕШЕНИЕ

Электроёмкость конденсатора в общем виде рассчитывается по формуле

Тогда электроёмкость первого конденсатора равна

Из рисунка видно, что конденсаторы С1 и С2 подключены последовательно. Следовательно на них должен быть одинаковый заряд (это следует из закона сохранения заряда)

Таким образом, используя формулу для электроёмкости, можно найти напряжение на конденсаторе С2

При параллельном соединении

По закону сохранения заряда

Используя формулу для электроёмкости, можно найти напряжение на конденсаторе С3

При последовательном соединении

При параллельном соединении

При последовательном соединении

Ответ: U = 6,35 В, С = 12/127 мкФ.

0
4964

Комментарии 0

Чтобы добавить комментарий зарегистрируйтесь или на сайт