Конденсатор емкостью 2 мкф заряжают до напряжения 110 в затем

а q = q₃ + q₄₅.

6. Заряд q распределяется между C₃ и C₄₅ пропорционально их ёмкостям, откуда

где определено выше.

7. Чтобы не загромождать ответ для q₅, проведем численный расчёт:

Аналоги к заданию № 24972: 25005 Все

В колебательном контуре из конденсатора электроемкостью 2 мкФ и катушки происходят свободные электромагнитные колебания с циклической частотой Амплитуда колебаний силы тока в контуре 0,01 А. Чему равна амплитуда колебаний напряжения на конденсаторе? Ответ приведите в вольтах.

Амплитуда колебаний напряжения на конденсаторе связана с амплитудой колебания заряда на его обкладках соотношением С другой стороны, амплитуда колебаний тока в контуре связана с амплитудой колебания заряда соотношением Объединяя эти два равенства, для амплитуды колебания напряжения на конденсаторе получаем

Емкость конденсатора в цепи переменного тока равна 50 мкФ. Зависимость напряжения на конденсатор от времени имеет вид: где Найдите амплитуду колебаний силы тока.

1)

2)

3)

4)

Значение максимального заряда на обкладках конденсатора равно

Амплитуда колебаний силы тока связана с частотой колебаний и максимальным значением заряда конденсатора соотношением Отсюда находим

В цепи, изображённой на рисунке, к конденсаторам ёмкостью С₁ = 2 мкФ и С₂ = 3 мкФ подключена цепочка из двух последовательно соединённых батареек с ЭДС ε₁ = 5 В и ε₂ = 4 В. Найдите разность потенциалов Δφ_ab между точками a и b цепи.

1. Заряды последовательно соединённых конденсаторов одинаковы: q₁ = q₂. По формуле для связи заряда и напряжения U на конденсаторе q = CU имеем

2. Сумма напряжений на конденсаторах равна сумме ЭДС батареек

3. Из уравнений, написанных выше, получаем

4. Искомая разность потенциалов, таким образом, равна

Ответ:

В колебательном контуре, ёмкость конденсатора которого равна 20 мкФ, происходят собственные электромагнитные колебания. Зависимость напряжения на конденсаторе от времени для этого колебательного контура имеет вид где все величины выражены в единицах СИ. Какова индуктивность катушки в этом колебательном контуре? (Ответ дать в Гн.)

Закон изменения напряжения на конденсаторе от времени при собственных электромагнитных колебаниях в колебательном контуре в общем случае имеет вид: Сравнивая с формулой, приведенной в условии, получаем, что циклическая частота равна

Циклическая частота собственных колебаний в колебательном контуре связана с индуктивностью катушки и емкостью конденсатора соотношением Следовательно, индуктивность катушки в колебательном контуре равна

Заряженный конденсатор С₁ = 1 мкФ включён в последовательную цепь из резистора R = 300 Ом, незаряженного конденсатора C₂ = 2 мкФ и разомкнутого ключа К (см. рисунок). После замыкания ключа в цепи выделяется количество теплоты Q = 30 мДж. Чему равно первоначальное напряжение на конденсаторе С₁?

Первоначальный заряд конденсатора В результате перезарядки конденсаторов после замыкания ключа их заряды равны соответственно и причём (по закону сохранения электрического заряда). В результате перезарядки на конденсаторах устанавливаются одинаковые напряжения, так как ток в цепи прекращается и напряжение на резисторе R становится равным нулю. Поэтому По закону сохранения энергии выделившееся в цепи количество теплоты равно разности значений энергии конденсаторов в начальном и конечном состояниях:

Решая систему из уравнений, написанных выше, получаем:

Исследовалась зависимость напряжения на обкладках конденсатора от заряда этого конденсатора. Результаты измерений представлены в таблице.

Погрешности измерений величин q и U равнялась соответственно 0,005 мКл и 0,01 В.

Выберите все утверждения, соответствующие результатам этих измерений.

1) Электроёмкость конденсатора примерно равна 5 мФ.

2) Электроёмкость конденсатора примерно равна 200 мкФ.

3) С увеличением заряда напряжение увеличивается.

4) Для заряда 0,06 мКл напряжение на конденсаторе составит 0,5 В.

5) Напряжение на конденсаторе не зависит от заряда.

Проверим справедливость предложенных утверждений.

1, 2) Электроёмкость конденсатора можно найти по формуле:

3) С увеличением заряда напряжение увеличивается.

4) Для заряда 0,06 мКл напряжение на конденсаторе составит

5) Напряжение на конденсаторе возрастает с увеличением заряда.

Таким образом, верными являются утверждения под номерами 2 и 3.

Здравствуйте, может я не прав, но почему вы берёте именно результаты пятых измерений. Если взять заряд 0,01 мКл и напряжение 0,04 В, то электроёмкость конденсатора окажется равной 250 мкФ. Разница, может, и не большая, но меня это сбило.

Здравствуйте! В первом случае относительная погрешность измерения заряда слишком велика, она составляет 50%, поэтому и результат с использованием этих значений будет иметь большую погрешность.

заряда 0,06 вообще в таблице нет, я должен угадать напряжение в тот момент?

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:

Ученик при помощи осциллографа изучал вынужденные колебания в колебательном контуре, состоящем из последовательно соединенных проволочной катушки, конденсатора и резистора с очень маленьким сопротивлением. Ёмкость конденсатора равна 16 мкФ. На рисунке показан вид экрана осциллографа при подключении его щупов к выводам конденсатора для случая резонанса. Также на рисунке изображён переключатель осциллографа, который позволяет изменять масштаб изображения вдоль горизонтальной оси: поворачивая этот переключатель, можно устанавливать, какому промежутку времени соответствует одно деление экрана осциллографа. Определите, чему равна индуктивность используемой в колебательном контуре катушки. (Ответ дать в миллигенри, округлив до целых.)

Резонансный период колебаний колебательного контура рассчитывается по формуле Из рисунка видим, что переключатель установлен в положение 1 мс, то есть одно деление экрана осциллографа соответсвует 1 миллисекунде. Период колебаний равен четырём делениям осциллографа, то есть 4 мс. Найдём из выражения для периода колебаний индуктивность катушки и рассчитаем её:

Два одинаковых незаряженных конденсатора ёмкостью 2 мкФ каждый соединили параллельно и зарядили их до напряжения 3 В. Затем конденсаторы разъединили и замкнули выводы одного из них резистором с сопротивлением 100 кОм. Какое количество теплоты выделится в этом резисторе за достаточно большое время?Ответ приведите в микроджоулях.

Конденсаторы соединены параллельно, следовательно, напряжение на каждом из них равно 3 В. После присоединения одного из этих конденсаторов к резистору конденсатор начнёт разряжаться и через достаточно большой промежуток времени вся запасённая в конденсаторе энергия выделится в виде теплоты на резисторе. То есть

В состав колебательного контура входят конденсатор ёмкостью 2 мкФ, катушка индуктивности и ключ. Соединение осуществляется при помощи проводов с пренебрежимо малым сопротивлением. Вначале ключ разомкнут, а конденсатор заряжен до напряжения 8 В. Затем ключ замыкают. Чему будет равна запасённая в конденсаторе энергия через 1/6 часть периода колебаний, возникших в контуре? Ответ выразите в микроджоулях.

Энергия конденсатора может быть посчитана по формуле:

В колебательном контуре зависимость напряжения на конденсаторе описывается выражением:

Через 1/6 периода:

Найдём запасенную энергию:

В состав колебательного контура входят конденсатор ёмкостью 2 мкФ, катушка индуктивности и ключ. Соединение осуществляется при помощи проводов с пренебрежимо малым сопротивлением. Вначале ключ разомкнут, а конденсатор заряжен до напряжения 4 В. Затем ключ замыкают. Чему будет равна запасённая в конденсаторе энергия через 1/12 часть периода колебаний, возникших в контуре? Ответ выразите в микроджоулях.

Энергия конденсатора может быть посчитана по формуле:

В колебательном контуре зависимость напряжения на конденсаторе описывается выражением:

Через 1/12 периода:

Найдем запасенную энергию:

В цепи, схема которой изображена на рисунке, по очереди замыкают ключи выжидая каждый раз достаточно длительное время до окончания процессов зарядки конденсаторов. Какое количество теплоты выделится в резисторе после замыкания ключа ? До его замыкания все остальные ключи уже были замкнуты. Параметры цепи:

После включения пятого конденсатора произойдет быстрое перераспределение заряда. В результате будет параллельное соединение пяти конденсаторов. Общий заряд Общая емкость при параллельном соединении напряжение на всех конденсаторах будет одинаковым и равным U.

В результате зарядки всех пяти конденсаторов пройдет заряд Источником тока будет совершена работа которая пойдет на изменение потенциальной энергии конденсаторов и на выделение теплоты на резисторе: Энергия заряженных конденсаторов равна

Таким образом, в резисторе после замыкания пятого ключа выделится теплота

В цепи, схема которой изображена на рисунке, по очереди замыкают ключи выжидая каждый раз достаточно длительное время до окончания процессов зарядки конденсаторов.

Какое количество теплоты выделится в этой цепи после замыкания всех ключей? Параметры цепи:

Согласно закону сохранения энергии, работа источника при зарядке одного конденсатора ёмкостью C до напряжения источника U расходуется на создание в конденсаторе электростатического поля, обладающего энергией, равной и на теплоту Q, выделяющуюся по закону Джоуля-Ленца в резисторе:

При полной зарядке, согласно формуле для связи заряда и ёмкости конденсатора, его заряд откуда получаем

Это выражение годится для процесса зарядки любого конденсатора, которая происходит после замыкания очередного ключа, поскольку состояние уже заряженных конденсаторов при замыкании очередного ключа не изменяется.

Таким образом, полное количество теплоты, выделившейся в этой цепи после замыкания всех ключей, будет равно

мДж.

Ответ: мДж.

Идеальный колебательный контур состоит из конденсатора ёмкостью 2 мкФ и катушки индуктивности. В контуре происходят свободные электромагнитные колебания. В таблице приведена зависимость энергии W, запасённой в конденсаторе идеального колебательного контура, от времени t.

На основании анализа этой таблицы выберите все верные утверждения.

1) Период электромагнитных колебаний в контуре равен 1 мкс.

2) Период электромагнитных колебаний в контуре равен 2 мкс.

3) Индуктивность катушки равна примерно 13 нГн.

4) Максимальное напряжение на конденсаторе равно 5 В.

5) Максимальное напряжение на конденсаторе равно 50 кВ.

Проверим правильность утверждений.

При электромагнитных колебаниях в контуре происходит периодическая передача энергии из катушки в конденсатор и обратно, при этом максимальная энергия, запасенная в катушке, равна максимальной энергии, запасенной в конденсаторе

Период колебаний конденсатора равен 1000 нс, но период электромагнитных колебаний в контуре в два раза больше и составляет 2000 нс = 2 мкс. Утверждение 1 — неверно, утверждение 2 — верно.

Далее воспользуемся формулой Томсона и найдем индуктивность катушки

Максимальное напряжение на конденсаторе равно

Утверждение 4 — верно, утверждение 5 — неверно.

Аналоги к заданию № 10225: 10289 Все

Заряд плоского воздушного конденсатора ёмкостью 25 мкФ равен 50 мкКл. Расстояние между пластинами конденсатора равно 2 см. Чему равен модуль напряжённости электрического поля между пластинами? Ответ выразите в вольтах на метр.

Заряд на обкладках конденсатора связан с емкостью и напряжением:

Напряженность поля в конденсаторе может быть вычислена по формуле:

В плоский воздушный конденсатор ёмкостью 16 мкФ вводят пластину с диэлектрической проницаемостью, равной 4, после чего заряжают конденсатор, подключив его к клеммам источника с напряжением 6 В. На сколько изменится энергия этого конденсатора, если, отключив конденсатор от источника, извлечь пластину из конденсатора? В ответе укажите модуль изменения энергии в мкДж.

Ёмкость плоского конденсатора вычисляется по формуле: где — электрическая постоянная, — диэлектрическая проницаемость материала внутри конденсатора, S — площадь конденсатора, d — расстояние между пластинами конденсатора. Диэлектрическая проницаемость воздуха равна единице. Значит, при введении пластины с диэлектрической проницаемостью 4 ёмкость конденсатора увеличится в четыре раза, то есть станет равной 64 мкФ.

Энергия конденсатора в этом случае будет равна: Конденсатор отключают от источника, поэтому при извлечении пластины из конденсатора будет сохраняться заряд конденсатора. Заряд конденсатора равен откуда напряжение Тогда энергия конденсатора будет равна:

Разность этих энергий:

В плоский воздушный конденсатор ёмкостью 16 мкФ вводят пластину с диэлектрической проницаемостью, равной 4, после чего заряжают конденсатор, подключив его к клеммам источника с напряжением 6 В. На сколько уменьшится энергия этого конденсатора, если, не отсоединяя конденсатор от источника, извлечь пластину из конденсатора? Ответ приведите в микроджоулях.

Ёмкость плоского конденсатора вычисляется по формуле: где — электрическая постоянная, — диэлектрическая проницаемость материала внутри конденсатора, S — площадь конденсатора, d — расстояние между пластинами конденсатора. Диэлектрическая проницаемость воздуха равна единице. Значит, при введении пластины с диэлектрической проницаемостью 4 ёмкость конденсатора увеличится в четыре раза, то есть станет равной 64 мкФ.

Энергия конденсатора в этом случае будет равна: Конденсатор не отключают от источника, поэтому при извлечении пластины из конденсатора напряжение на обкладках конденсатора остаётся прежним. Тогда энергия конденсатора будет равна:

Разность этих энергий:

В цепи, схема которой изображена на рисунке, вначале замыкают ключ К налево, в положение 1. Спустя некоторое время, достаточное для зарядки конденсатора ёмкостью С = 5 мкФ от идеальной батареи с напряжением U = 600 В, ключ К замыкают направо, в положение 2, подсоединяя при этом к первому, заряженному, конденсатору второй такой же, незаряженный.

Какое количество теплоты Q выделится в резисторе R в течение всех описанных процессов? Первый конденсатор сначала был незаряженным.

В положении 1 ключа К конденсатор зарядится до напряжения U от батареи, и его заряд, согласно формуле для связи заряда и напряжения на конденсаторе, станет равным q = CU. При этом батарея совершит работу по перемещению этого заряда на конденсатор, равную энергия заряженного конденсатора станет равной и в резисторе выделится, согласно закону сохранения энергии, количество теплоты

После переключения ключа К в положение 2 произойдёт перераспределение заряда q поровну, по на оба конденсатора. Поэтому напряжение на каждом из одинаковых конденсаторов станет равным а энергия уменьшится от начальной, запасённой в первом конденсаторе и равной до энергии двух заряженных конденсаторов, равной

Такое же количество энергии выделится в резисторе, согласно закону сохранения энергии, на втором этапе процесса, при перетекании заряда с первого конденсатора на второй:

Всего в течение обеих стадий процесса в резисторе выделится количество теплоты

Ответ:

Источник