Конденсатор емкости с заряжают до напряжения u после чего замыкают

Конденсатор емкости с заряжают до напряжения u после чего замыкают

Собственно нужно решить одну задачку, иначе мне не поставят зачет и бородаааааа =)

Условие:
Конденсатор ёмкости С заряжают до напряжения U, после чего замыкают на сопротивление R. Какое количество теплоты Q выделится в сопротивлении при разряде конденсатора?

Ответ есть, нужно решение. По крайней мере, нужно объяснить, почему получается именно так.

Ответ:
Q=C*U^2/2
(кол-во теплоты равно половине произведения ёмкости конденсатора на квадрат напряжения)

.talisman , количество теплоты, кот. выделится на сопротивлении равно
потенциальной электрической энергии конденсатора
и расчитывается по формуле которую тебе дали Wc = CU2 /2, где С — емкость конденсатора, Uc — напряжение

R — абсолютно пофигу для кол-ва теплоты, (вот если б спросили на сколько градусов нагреется )

мне так кажется, из моих давно похеренных знаний бывшего аспиранта кафедры физ-химии

ZeroTheHero , а, всё — догнал.
типа энергия заряженного конденсатора числено равно искомой теплоте, то есть Wc = Q.
Спасибо, надеюсь, что в пятницу прокатит.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Конденсатор — емкость

Конденсатор емкости С, заряженный до напряжения U, подключают к катушке с индуктивностью L и пренебрежимо малым сопротивлением. [1]

Конденсатор емкости С, заряженный до напряжения F0, после глмыкания ключа разряжается через сопротивление R. Как связана скорость изменения напряжения на конденсаторе dVjdt с напряжением на нем. Чему равны напряжение на конденсаторе и ток в цепи через время после замыкания ключа. [2]

Конденсатор емкости С, заряженный до напряжения Ко, разряжается через катушку индуктивности L i. Какой максимальный ток можно получить в катушке индуктивности L2, если замкнуть ключ К в момент, когда ток в индуктивности L максимален. [3]

Конденсатор емкости С, заряженный до напряжения F0, после замыкания ключа разряжается через сопротивление R. Как связана скорость изменения напряжения на конденсаторе dV / dt с напряжением на нем. Чему равны напряжение на конденсаторе и ток в цепи через время т после замыкания ключа. [4]

Конденсатор емкости С заряжают до напряжения U, после чего замыкают на сопротивление R. [5]

Конденсатор емкости С заряжается до напряжения и и замыкается на катушку с индуктивностью L. Чему равна амплитуда /, силы тока в образовавшемся колебательном контуре. [6]

Конденсатор емкости С, заряженный до напряжения U0, после замыкания йлюча разряжается через сопротивление R. Как связана скорость изменения напряжения dUIdt с напряжением на конденсаторе. Чему равно напряжение на конденсаторе и ток в цепи через время т после замыкания ключа. [7]

Конденсатор емкости С, заряженный до напряжения U0, разряжается через индуктивность L. [8]

Конденсаторы емкости С 5 мкФ и С210 мкФ включены в схему, как показано на рис. 3.51. К точкам А и В приложена разность потенциалов / Ав16 В. [9]

Конденсаторы емкости С и С2 включены в схему, как показано на рис. 3.56. В начальный момент ключ находится в среднем положении ( 0), а конденсаторы не заряжены. [10]

Конденсаторы емкости С и С2 и резисторы, сопротивления которых равны К, К2, К3, включены в электрическую цепь, как показано на рис. 3.94. Найти установившиеся заряды на конденсаторах. [11]

Конденсатор емкости С и резисторы, сопротивления которых равны К, включены в электрическую цепь, как показано на рис. 3.96. Найти установившийся заряд на конденсаторе. [12]

Конденсатор емкости С с разностью потенциалов на пластинах 1 0 разряжается через сопротивление R. [13]

Конденсатор емкости С заряжают до напряжения U, после чего замыкают на сопротивление R. [14]

Конденсатор емкости С заряжается до напряжения U0 и замыкается на катушку с индуктивностью L. Чему равна амплитуда / силы тока в образовавшемся колебательном контуре. [15]

Источник

Зарядка и разрядка конденсатора

Пишу для школьников (для лучшего понимания ими основ физики). Материал излагаю в соответствии с признанной ныне научной трактовкой физических явлений.

Основной характеристикой конденсатора является его электрическая ёмкость С .

Под ёмкостью конденсатора понимается его способность накопить на своих обкладках и удержать на них электрический заряд.

Чем больший электрический заряд соберёт на себе конденсатор, тем больший заряд при разряде он отдаст во внешнюю электрическую цепь.

Ёмкость плоского конденсатора тем больше, чем больше площадь его пластин, чем меньше расстояние между ними и чем больше диэлектрическая проницаемость диэлектрика между его обкладками (объяснение дано в Занятии 53 ):

На практике конденсатор заряжают, присоединив его обкладки к полюсам источника постоянного напряжения.

Как происходит процесс зарядки конденсатора?

До зарядки каждая обкладка конденсатора имела одинаково е количество положительных и отрицательных зарядов, то есть не была заряжена.

Чтобы зарядить конденсатор надо, чтобы какое-то количество свободных электронов перешло с одной обкладки на другую. Поэтому обкладки и получают одинаковые по модулю, но противоположные по знаку заряды.

  • чтобы зарядить конденсатор, надо разъединит ь заряды;
  • чтобы разрядить конденсатор, надо соединить разъединённые заряды.

Проведём мысленный эксперимент.

Имеются две металлические пластинки . Каждая из них не заряжена . Это значит, что в них содержится одинаковое количество положительных и отрицательных зарядов.

Перемещаться в металле могут только свободные (оторвавшиеся от атомов валентные) электроны.

Представим, что эти пластинки привели в очень тесное соприкосновение, при котором часть свободных электронов перешла, например, с верхней пластинки на нижнюю.

Тогда на поверхности верхней пластинки появится положительный заряд (там будет недостаток электронов). Поверхность же нижней пластинки зарядится отрицательно (на ней избыток электронов).

Пластинки, имеющие противоположные знаки, притягиваются друг к другу. Чтобы их разъединить, надо совершить механическую работу против силы притяжения.

После перемещения пластинок на некоторое расстояние друг от друга (после совершения механической работы), они окажутся заряженными разноимёнными равными по модулю зарядами.

Совершив работу, мы разделили заряды и зарядили пластинки. Совершённая механическая работа перешла в энергию электрического поля, образовавшегося между пластинками, которые можно считать обкладками плоского конденсатора.

Рассуждая так, мы представили процесс зарядки конденсатора.

Теперь представим процесс разрядки конденсатора.

Чтобы разрядить конденсатор, надо соединить разъединённые заряды, то есть вернуть электроны, перешедшие с верхней пластинки на нижнюю, на верхнюю пластинку. Тогда обе пластинки опять окажутся незаряженными.

Для этого надо заряженные пластинки соединить проводом. Тогда свободные электроны с отрицательно заряженной пластинки, отталкиваясь от неё, станут перемещаться в ближайший к пластинке участок провода. В результате заряд отрицательно заряженной пластинки уменьшается.

Количество электронов в этом участке провода ( прилегающего к отрицательно заряженной пластинке) увеличится . Эти электроны передадут движение (энергию) электронам соседнего участка провода и так далее.

Одновременно с другого конца провода, соединённого с положительно заряженной пластинкой, свободные электроны переходят на пластинку , уменьшая её положительный заряд . Направленное движение электронов и здесь передаётся от участка к участку провода.

Перераспределение электронов от участка к участку в проводе (электрический ток) происходит до тех пор, пока количество положительных и отрицательных зарядов в каждой пластинке не станет одинаковым ( пока разъединённые при зарядке пластин заряды не соединятся).

Процесс разрядки конденсатора — это процесс соединения разъединённых зарядов .

Так можно представить процессы зарядки и разрядки конденсатора.

Теперь рассмотрим качественно процесс зарядки конденсатора от источника постоянного тока.

Источник

Конденсатор емкости с заряжают до напряжения u после чего замыкают

2017-09-30
Конденсатор емкостью $C_<1>$ заряжен до напряжения $U_<1>$ а конденсатор емкостью $C_<2>; не заряжен (см. рисунок). Каким будет максимальное значение $I_$ силы, тока в катушке индуктивностью $L$ после замыкания ключа? Конденсаторы, и катушку считайте идеальными.

После замыкания ключа в цепи возникают свободные электромагнитные колебания. При этих колебаниях изменяются заряды $q_<1>$ и $q_<2>$ на конденсаторах и сила тока $i$ через катушку. Воспользуемся законом сохранения электрического заряда и законом сохранения энергии (ведь потери энергии отсутствуют, колебания незатухающие):

Отсюда $Li^ <2>= C_<1>U_<1>^ <2>— \frac^<2>>> — \frac<(C_<1>U_ <1>— q_<1>)^<2>>>$. Это выражение максимально, когда производная от правой части по $q_<1>$ равна нулю: $- \frac<2q_<1M>>> + \frac<2(C_<1>U_ <1>— q_<1m>)>> = 0$, т. е. при $q_ <1m>= \frac^<2>U_<1>> + C_<2>>$. Величину $q_<1m>$ можно найти и без дифференцирования. Достаточно заметить, что $i = I_$ при прохождении системой «положения равновесия» (при механических колебаниях скорость также максимальна при прохождении положения равновесия), т. е. $q_<1m>$ — «равновесный» заряд первого конденсатора при замкнутом ключе. Он определяется из условия равенства напряжений на обоих конденсаторах и закона сохранения заряда:

Подставляя полученное значение $q_<1m>$ в формулу для $i$, находим $I_ = U_ <1>\sqrt< \fracC_<2>> + C_<2>)>>$.

Заметим, что при $C_ <2>\rightarrow \infty$ получается $I_ = U_ <1>\sqrt< \frac>>$. Это соответствует результату для обычного колебательного контура, как и следовало ожидать.
Ответ: $I_ = U_ <1>\sqrt< \fracC_<2>> + C_<2>)>>$.

Источник

Конденсатор емкости с заряжают до напряжения u после чего замыкают

В электрической цепи, схема которой изображена на рисунке, конденсатор ёмкостью С = 4 мкФ в начальный момент заряжен до напряжения U = 100 В, а оба ключа разомкнуты. Замкнув ключ К1, к конденсатору подключили цепочку из двух последовательно соединённых катушек с одинаковой индуктивностью L = 20 мГн, в результате чего в цепи возникли гармонические колебания. В момент, когда сила тока в цепи при этих колебаниях обратилась в ноль, замкнули ключ К2. Как и на сколько изменилась после этого амплитуда колебаний силы тока в цепи?

1. Поскольку после замыкания ключа К1 возникшие в цепи колебания являются по условию гармоническими, то потерь в цепи нет, сопротивлением проводов и катушек можно пренебречь и энергия колебаний сохраняется.

2. Электрическая энергия заряженного конденсатора CU 2 /2 через половину периода колебаний превращается в энергию магнитного поля катушек индуктивности, равную при их последовательном соединении

где I1 — амплитуда колебаний силы тока в цепи:

и А.

3. В тот момент, когда сила тока в цепи обращается в ноль, вся энергия колебаний снова оказывается сосредоточенной в конденсаторе. В этот момент замыкают ключ К2, что приводит к скачкообразному уменьшению индуктивности в цепи с 2L до L без потерь энергии.

4. В дальнейшем энергия при гармонических колебаниях периодически, с уменьшенным периодом колебаний, колеблется между конденсатором и катушкой индуктивности, причём

где I2 — новая амплитуда колебаний силы тока в цепи.

Таким образом, и А. Следовательно, амплитуда увеличилась с 1 А до 2 А ≈ 1,41 А, т. е. примерно на 0,41 А.

Ответ: амплитуда увеличилась на ≈ 0,41 А.

Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: выражения для энергии заряженного конденсатора и катушки индуктивности с током, а также закон сохранения энергии в колебательном контуре);

II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);

III) проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);

IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины

Критерии оценивания выполнения задания Баллы
3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются один или несколько из следующих недостатков.

Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.

В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены в скобки, рамку и т.п.).

В необходимых математических преобразованиях или вычисле-ниях допущены ошибки, и (или) в математических преобразо-ваниях/ вычислениях пропущены логически важные шаги.

Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка.

2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.

Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

Источник

Читайте также:  Настройка реле напряжения sinotimer svp 916
Оцените статью
Adblock
detector