ГРУППА  306.  ФИЗИКА. ТЕМА «Батарея конденсаторов. Энергия конденсаторов»

 Несколько конденсаторов, соединенных вместе, образуют батарею конденсаторов.

Различают последовательное, параллельное  и смешанное соединение конденсаторов

 

 

Движение заряженной частицы в конденсаторе

 

 Энергия заряженного конденсатора

Энергия определяется по формуле  

 

Решение задач:

Задача 1.

Плоский конденсатор заполнили диэлектриком с диэлектрической проницаемостью, равной 2. Энергия конденсатора без диэлектрика равна 20 мкДж. Чему равна энергия конденсатора после заполнения диэлектриком? Считать, что источник питания отключен от конденсатора.

Решение

Энергия конденсатора до заполнения диэлектриком равна:

После заполнения емкость конденсатора изменится:

Энергия конденсатора после заполнения:

Ответ: 40 мкФ.

Задача  №2 на последовательное и параллельное соединение конденсаторов

Условие

На рисунке изображена батарея конденсаторов. Каждый конденсатор имеет емкость 1 мкФ. Найдите емкость батареи.

Решение

Как видим, часть конденсаторов соединена параллельно, а часть последовательно. Это типичный пример смешанного соединения конденсаторов. Алгоритм решения задач при смешанном соединении конденсаторов сводится к тому, чтобы упростить схему и свести все только к параллельному или последовательному соединению.

Конденсаторы 3 и 4 соединены параллельно. Складывая их емкость, получаем в итоге последовательное соединение четырех конденсаторов: 1, 2, 5 и 3-4. Для параллельного соединения:

Для последовательного соединения:

Ответ: 0,285 мкФ.

ЗАДАНИЕ

Решить самостоятельно

Задача 1.

Определить ёмкость батареи, состоящей из двух конденсаторов ёмкостью 10пкФ и 5 пкФ, соединённых последовательно.

Задача 2

Конденсатор электроёмкостью 0,5 Ф был заряжен до напряжения 4В. Затем к нему подключили параллельно незаряженный конденсатор электроёмкостью 0,5 Ф.

Какова энергия системы из двух конденсаторов после их соединения.

 

Начало формы