Конденсатор емкостью 150 мкф заряжается до напряжения 600 в

Конденсатор емкостью 150 мкф заряжается до напряжения 600 в

Конденсатор ёмкостью C = 400 мкФ, заряженный до напряжения U = 60 В, подключили к двум параллельно соединённым резисторам сопротивлением R1 = 10 Ом и R2 = 30 Ом. Какое количество теплоты выделится в резисторе R1 при полной разрядке конденсатора? Ответ выразите в джоулях.

Так как резисторы соединены параллельно, то напряжения на них будут равны:

На обоих резисторах выделится количество теплоты:

где и — тепло, которое выделится на первом и втором резисторах соответственно.

Их отношение принимает значение:

Найдем отсюда теплоту, которая выделится на первом резисторе:

Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;

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) представлены 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

Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены преобразования, направленные на решение задачи, но имеется 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 и не зачёркнуты.

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.

Источник

Конденсатор емкостью 150 мкф заряжается до напряжения 600 в

Конденсатор C1 = 1 мкФ заряжен до напряжения U = 300 В и включён в последовательную цепь из резистора R = 300 Ом, незаряженного конденсатора C2 = 2 мкФ и разомкнутого ключа К (см. рисунок). Какое количество теплоты выделится в цепи после замыкания ключа, пока ток в цепи не прекратится?

1. Первоначальный заряд конденсатора C1 равен

2. В результате перезарядки на конденсаторах устанавливаются одинаковые напряжения, так как ток в цепи прекращается и напряжение на резисторе R становится равным нулю. Поэтому конденсаторы можно считать соединёнными параллельно. Тогда их общая ёмкость

3. По закону сохранения заряда суммарный заряд конденсаторов будет равен

4. По закону сохранения энергии выделившееся в цепи количество теплоты равно разности значений энергии конденсаторов в начальном и конечном состояниях:

Критерии оценивания выполнения задания Баллы
2
Критерии оценивания выполнения задания Баллы
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 формула для заряда конденсатора, закон сохранения заряда, выражение для энергии конденсатора, ёмкости параллельно соединённых конденсаторов, закон сохранения энергии);

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

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 вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.

Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины)

2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.

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

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

Источник

Конденсатор емкостью 150 мкф заряжается до напряжения 600 в

Конденсатор ёмкостью 0,5 мкФ, заряженный до напряжения 24 В, подключают к резистору с большим сопротивлением. В результате этого конденсатор начинает разряжаться, причём за каждые следующие 15 с его заряд уменьшается в 2 раза. Чему будут равны количество теплоты, выделившееся в резисторе в течение 30 с после начала разрядки, и заряд конденсатора через 45 с после начала разрядки?

Установите соответствие между величинами и их значениями, приведёнными в основных единицах системы СИ.

К каждой позиции из первого столбца подберите соответствующую позицию из второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

Заряд конденсатора уменьшается по закону где равно 15 с. Начальный заряд конденсатора

А) Энергия конденсатора рассчитывается по формуле Заряд конденсатора через 30 с после начала разрядки Теплота, выделившаяся в резисторе будет равна разности энергий конденсатора в первом и во втором состоянии

Б) Заряд конденсатора через 45 с после начала разрядки

Источник

Конденсатор емкостью 150 мкф заряжается до напряжения 600 в

Конденсатор электроемкостью 0,5 Ф был заряжен до напряжения 4 В. Затем к нему подключили параллельно незаряженный конденсатор электроемкостью 0,5 Ф. Какова энергия системы из двух конденсаторов после их соединения? (Ответ дать в джоулях.)

Решение . Заряд первого конденсатора был равен После подсоединения к нему незаряженного конденсатора с такой же емкостью, заряд перераспределится и поделится между ними поровну (напряжения на них должны совпадать, поскольку они подключены параллельно).

Следовательно, энергия системы из двух конденсаторов после их соединения равна

К источнику тока с ЭДС 2 В подключён конденсатор ёмкостью 1 мкФ. Какую работу совершил источник тока при зарядке конденсатора? (Ответ дайте в микроджоулях.)

Решение . Определим, до какого заряда зарядится конденсатор: Работа источника заключается в переносе заряда с одной пластины конденсатора на другую и равна, следовательно, следующей величине:

Обратите внимание на стандартную ошибку, которую обычно допускают при решении подобных задач. Если попытаться воспользоваться законом сохранения энергии, и заключить, что работа источника равна энергии заряженного конденсатора, то это будет неправильно. Действительно, энергия конденсатора равна Это вдвое меньше полученного нами ранее ответа, Возникает вопрос, куда же тратится оставшаяся часть работы источника? Ответ прост: при зарядке конденсатора всегда выделяется тепло на соединительных проводах. Именно на это и тратится оставшаяся работа. Внимательный читатель спросит: «Простите, но в схеме, описанной в условии, нет активного сопротивления, на котором это тепло могло бы выделяться. Как же так?» Ответ на это возражение следующий: «Сопротивление есть всегда, просто иногда мы им пренебрегаем, схема без активных сопротивлений, например, идеальный колебательный контур — это некоторая идеализация, модель. В задаче о зарядке конденсатора, модель цепи без сопротивления не является законной. К счастью, если считать работу так, как показано в решении, то ответ не зависит от того, есть ли сопротивление».

Важно, что если провести аккуратный расчет в цепи с сопротивлением и посчитать выделившееся на сопротивлении за время зарядки тепло, то оно в точности будет равно Так что никаких проблем с законом сохранения энергии нет.

К источнику тока с ЭДС 2 В подключен конденсатор емкостью 1 мкФ. Какое тепло выделится в цепи в процессе зарядки конденсатора? (Ответ дайте в микроджоулях.) Эффектами излучения пренебречь.

Решение . Определим, до какого заряда зарядится конденсатор: Работа источника заключается в переносе заряда с одной пластины конденсатора на другую и, следовательно, равна следующей величине: Энергия электрического поля в конденсаторе равна Работа источника идет на энергию конденсатора и на выделения тепла в процессе зарядки значит

К идеальному источнику тока с ЭДС 3 В подключили конденсатор ёмкостью 1 мкФ один раз через резистор а второй раз — через резистор Во сколько раз во втором случае тепло, выделившееся на резисторе, больше по сравнению с первым? Излучением пренебречь.

Решение . По закону сохранения энергии, работа источника идёт на энергию электрического поля в конденсаторе и на тепло, выделяющееся на сопротивлении во время зарядки: Поскольку ёмкость конденсатора не изменяется, запасаемая в нём энергия в обоих случаях совпадает: Работа источника также не изменяется, так как заряд конденсатора в обоих случаях одинаков: Следовательно, тепло, выделяющееся на резисторе также не изменяется.

Плоский воздушный конденсатор изготовлен из квадратных пластин со стороной a, зазор между которым равен d. Другой плоский конденсатор изготовлен из двух одинаковых квадратных пластин со стороной a/2, зазор между которым также равен d, и заполнен непроводящим веществом. Чему равна диэлектрическая проницаемость этого вещества, если электрические ёмкости данных конденсаторов одинаковы?

Решение . Ёмкость конденсатора зависит от площади пластин, расстояния между ними и диэлектрической проницаемостью вещества, которым заполняют конденсатор:

По условию ёмкости двух конденсаторов одинаковы:

Источник

Читайте также:  Какое напряжение выдерживает одна тарелка изолятора
Оцените статью
Adblock
detector
ВЕЛИЧИНЫ ЗНАЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ ВЕЛИЧИНЫ

А) количество теплоты, выделившееся в резисторе в течение 30 с после начала разрядки

Б) заряд конденсатора через 45 с после начала разрядки