profile
Размещено 6 лет назад по предмету Физика от Ella005

Батарея конденсаторов с вертикально расположенными
пластинами и с емкостями соответственно 5, 8 и 1 мкФ, изображенная на
рисунке 15.4, была заряжена от источника с напряжением 250 В, который
подключался к точкам А и В. а) Какую энергию получила батарея? б)
Каким станет напряжение на батарее, если после отключения ее от
источника второй конденсатор вертикально на половину погрузить в
трансформаторное масло с диэлектрической проницаемостью 2? Ответ:
127,5 мДж, 227 В.

  1. Ответ на вопрос
    Ответ на вопрос дан logophobia
    а) Проводник между     C_1    и     C_2    – изолированный, так что:

    Q_1 = Q_2 = Q ;

    U_1 = frac{ Q }{ C_1 } ;

    U_2 = frac{ Q }{ C_2 } ;

    Складываем:

    U = Q ( frac{1}{ C_1 } + frac{1}{ C_2 } ) ;

    Ёмкость на нижней ветке:

    C = frac{Q}{U} = frac{1}{ 1/C_1 + 1/C_2 } ;

    Энергия, аккумулированная на нижней ветке:

    W_{12} = frac{ C U^2 }{2} ;

    На верхней:

    W_3 = frac{ C_3 U^2 }{2} ;

    Во всей цепи:

    W = W_{12} + W_3 = frac{ C U^2 }{2} + frac{ C_3 U^2 }{2} = ( C_{12} + C_3 ) frac{ U^2 }{2} ;

    W = ( frac{1}{ 1/C_1 + 1/C_2 } + C_3 ) frac{ U^2 }{2} approx

    approx ( frac{1}{ 1 000 000 / 5 + 1 000 000 / 8 } + 1 / 1 000 000 ) frac{ 250^2 }{2} approx 127.5    мДж ;




    б) Верхняя половина второго конденсатора имеет половину его полной ёмкости. Нижняя половина второго конденсатора имеет половину ёмкости исходного, умноженную на диэлектрическую проницаемость. Итого обновлённая ёмкость второго конденсатора будет:

    C_2' = frac{C_2}{2} + frac{C_2}{2} varepsilon = frac{ 1 + varepsilon }{2} C_2 > C_2 ;

    Короче говоря, ёмкость второго конденсатора увеличится, он наэлектризует, поляризует и втянет в себя масло, совершив работу. Так что второй конденсатор начнёт втягивать в себя и заряд     Delta Q    по правому концу нижней ветки. Противоположный заряд перетечёт и по изолированному проводнику нижней ветки от первого ко второму конденсатору. И такой же заряд     Delta Q    перетечёт и по левой стороне цепи между третьим и первым конденсатором. Из-за этого изменятся и напряжения на конденсаторах, а напряжения верхней и нижней ветки, в конечном счете, должны быть одинаковыми.

    Из-за увеличения ёмкости второго конденсатора, увеличится и ёмкость всей нижней ветки. Обновлённая ёмкость нижней ветки будет:

    C' = frac{1}{ 1/C_1 + 1/C_2' } = 1 / ( frac{1}{C_1} + frac{2}{ C_2 ( 1 + varepsilon ) } ) ;

    Однако суммарный заряд на точках исходного подключения останется прежним, именно он будет определять конечное напряжение. Заряд до погружения в масло можно посчитать, как:

    Q = (C_3+C)U ;

    Заряд после погружения в масло можно посчитать, как:

    Q = (C_3+C')U' ;

    А поскольку заряд сохраняется, то:

    (C_3+C)U = (C_3+C')U' ;

    U' = frac{ C_3 + C }{ C_3 + C' } U = frac{ C_3 + 1/( frac{1}{C_1} + frac{1}{C_2} ) }{ C_3 + 1/( frac{1}{C_1} + frac{2}{C_2 ( 1 + varepsilon ) } ) } U ;

    U' = frac{ C_3 + 1/( frac{1}{C_1} + frac{1}{C_2} ) }{ C_3 + 1/( frac{1}{C_1} + frac{2}{C_2 ( 1 + varepsilon ) } ) } U approx frac{ 1 + 1/( frac{1}{5} + frac{1}{8} ) }{ 1 + 1/( frac{1}{5} + frac{2}{8 ( 1 + 2 ) } ) } 250 approx frac{901}{1001} 250 approx 225    В .


Не тот ответ на вопрос, который вам нужен?
Найди верный ответ
Самые новые вопросы
Никита081
Математика - 5 лет назад

Сколько здесь прямоугольников

Alinashastova
История - 6 лет назад

Какое управление было в древнейшем риме? как звали первого и последнего из царей рима?

diankayusupova3
Литература - 6 лет назад

Уроки французского ответе на вопрос : расскажите о герое по следующему примерному плану: 1.почему мальчик оказался в райцентре ? 2.как он чувствовал себя на новом месте? 3.почему он не убежал в деревню? 4.какие отношения сложились у него с товарищами? 5.почему он ввязался в игру за деньги? 6.как характеризуют его отношения с учительницей ? ответе на эти вопросы пожалуйста ! сочините сочинение пожалуйста

tegysigalpa2012
Русский язык - 6 лет назад

Помогите решить тест по русскому языку тест по русскому языку «местоимение. разряды местоимений» для 6 класса 1. укажите личное местоимение: 1) некто 2) вас 3) ни с кем 4) собой 2. укажите относительное местоимение: 1) кто-либо 2) некоторый 3) кто 4) нам 3. укажите вопросительное местоимение: 1) кем-нибудь 2) кем 3) себе 4) никакой 4. укажите определительное местоимение: 1) наш 2) который 3) некий 4) каждый 5. укажите возвратное местоимение: 1) свой 2) чей 3) сам 4) себя 6. найдите указательное местоимение: 1) твой 2) какой 3) тот 4) их 7. найдите притяжательное местоимение: 1) самый 2) моего 3) иной 4) ничей 8. укажите неопределённое местоимение: 1) весь 2) какой-нибудь 3) любой 4) этот 9. укажите вопросительное местоимение: 1) сколько 2) кое-что 3) она 4) нами 10. в каком варианте ответа выделенное слово является притяжательным местоимением? 1) увидел их 2) её нет дома 3) её тетрадь 4) их не спросили

pakhotnov228
Русский язык - 6 лет назад

Переделай союзное предложение в предложение с бессоюзной связью. 1. океан с гулом ходил за стеной чёрными горами, и вьюга крепко свистала в отяжелевших снастях, а пароход весь дрожал. 2. множество темноватых тучек, с неясно обрисованными краями, расползались по бледно-голубому небу, а довольно крепкий ветер мчался сухой непрерывной струёй, не разгоняя зноя 3. поезд ушёл быстро, и его огни скоро исчезли, а через минуту уже не было слышно шума

ggg3288
Русский язык - 6 лет назад

помогите прошу!перепиши предложения, расставляя недостающие знаки препинания. объясни, что соединяет союз и. если в предложении один союз и, то во втором выпадающем списке отметь «прочерк».пример:«я шёл пешком и,/поражённый прелестью природы/, часто останавливался».союз и соединяет однородные члены.ночь уже ложилась на горы (1) и туман сырой (2) и холодный начал бродить по ущельям.союз и соединяет:1) части сложного предложенияоднородные члены,2) однородные членычасти сложного предложения—.поэт — трубач зовущий войско в битву (1) и прежде всех идущий в битву сам (ю. янонис).союз и соединяет:1) части сложного предложенияоднородные члены,2) ​

Аккаунт удален
Физика - 6 лет назад

Вокруг прямого проводника с током (смотри рисунок) существует магнитное поле. определи направление линий этого магнитного поля в точках a и b.обрати внимание, что точки a и b находятся с разных сторон от проводника (точка a — снизу, а точка b — сверху). рисунок ниже выбери и отметь правильный ответ среди предложенных.1. в точке a — «от нас», в точке b — «к нам» 2. в точке a — «к нам», в точке b — «от нас» 3. в обеих точках «от нас»4. в обеих точках «к нам»контрольная работа по физике.прошу,не наугад важно

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.