Физика - уроки для подготовки к экзаменам ЕГЭ ОГЭ
Решение задач Математика и Физика
Физика Два одинаковых плоских конденсатора соединены параллельно и заряжены до разности потенциалов

Физика Два одинаковых плоских конденсатора соединены параллельно и заряжены до разности потенциалов

Канал видеоролика: Решение задач Математика и Физика

Смотреть видео:

Задача: два одинаковых плоских конденсатора соединены параллельно и заряжены до разности потенциалов U=150 В. Определить разность потенциалов на конденсаторах U1, если после отключения их от источника тока у одного конденсатора уменьшили расстояние между пластинами.

Решение:

"после отключения их от источника " - значит "заряд сохраняется"
"уменьшили расстояние между пластинами в два раза. " - значит "емкость конденсатора увеличилась в 2 раза"

у конденсатора
Q= U*C
Q= const
C2= C1+0.5С1 (т к паралельно)
U1*C1= U2*C2
U1*C1= U2*1.5*C1
U2= U1/ 1.5= 150/ 1.5= 100 (В)

Ответ: разность потенциалов на конденсаторах U1 = 100В

Похожие задачи по физике по теме конденсаторов

Задача 1:

Два одинаковых плоских конденсатора соединены параллельно и заряжены до напряжения U₀ = 240 В. После отключения от источника тока расстояние между пластинами одного из конденсаторов уменьшили в три раза. Каким станет напряжение U на конденсаторах?

Решение:

Задача 2:

Два одинаковых плоских конденсатора соединены параллельно и заряжены до разности потенциалов 6В. Найти разность потенциалов между пластинами конденса-торов, если после отключения от источника питания, у одного из конденсаторов рас-стояние между пластинами уменьшили в два раза.

Решение:

Так как параллельное соединение оба конденсаторя зарядятся до 6 вольт.

Общая емкость будет равна 2*С, после сближения 3*С, где С -- емкость одного конденсатора, общий заряд 2*С*U сохраняется, по закону сохранения заряда. значит напряжение 2*U/3=4 В

Задача 3:

Два одинаковых воздушных конденсатора соединены последовательно и подключены к источнику постоянного напряжения. Затем один из них, не разрывая цепь, опустили в масло с диэлектрической проницаемостью $\varepsilon =\text{3}.$ Как и во сколько раз при этом изменится энергия второго конденсатора, который остался не погружённым в масло?

Решение:

Пусть $\xi$ — ЭДС источника тока. В силу закона сохранения электрического заряда, в начальном состоянии заряды на последовательно соединенных конденсаторах одинаковы: $q_1=q_2= дробь, числитель — C\xi , знаменатель — 2 .$

При одинаковой емкости конденсаторов $({{C}_{1}}={{C}_{2}}=C)$ напряжения на них также одинаковы: ${{U}_{1}}={{U}_{2}}= дробь, числитель — \xi , знаменатель — 2 .$ Энергия второго конденсатора равна

W_1= дробь, числитель — CU_2 в степени 2 , знаменатель — 2 .

В конечном состоянии (все обозначения, относящиеся к конечному состоянию, снабжены штрихами) заряды на конденсаторах по-прежнему одинаковы, но емкости конденсаторов разные ( $\varepsilon C$ и С), и напряжения на конденсаторах тоже разные: $q'_1=q'_2=\varepsilon CU'_1=CU'_2,$ причем $U'_1 плюс U'_2=\xi .$ Отсюда получаем:

$q'_1=q'_2= дробь, числитель — \varepsilon C\xi , знаменатель — \varepsilon плюс 1 ,$ $U'_2= дробь, числитель — q'_2, знаменатель — C = дробь, числитель — \varepsilon \xi , знаменатель — \varepsilon плюс 1 .$

Энергия второго конденсатора

W'_2= дробь, числитель — C(U'_2) в степени 2 , знаменатель — 2 .

Таким образом,

$k= дробь, числитель — W'_2, знаменатель — W_2 = дробь, числитель — (U'_2) в степени 2 , знаменатель — U_2 в степени 2 = дробь, числитель — \varepsilon в степени 2 \xi в степени 2 , знаменатель — (\varepsilon плюс 1) в степени 2 умножить на дробь, числитель — 4, знаменатель — \xi в степени 2 = дробь, числитель — 4\varepsilon в степени 2 , знаменатель — (\varepsilon плюс 1) в степени 2 = дробь, числитель — 4 умножить на 3 в степени 2 , знаменатель — (3 плюс 1) в степени 2 = дробь, числитель — 9, знаменатель — 4 =2{,}25.$