В помощь поступающим в вузы. Физика. Молекулярная физика. Тепловые явления. Электричество и магнетизм - Демков В.П.
Скачать (прямая ссылка):
С л S
С] + С-, С% + Сл
в
С| с4 - с2 с3
(С, + Cj) (С3 + С4)
• Ответ: {/А_в = <?
С] С4 - С2 С3 (С, + Сг) (С3 + С4)
Чн
С,
НЬ
С2
нн
I
*1
ч|-
inHHHh
С2
Л/с. 13.69
Рис. 13.71
В
Рис. 13.70
13.109. Как изменится заряд и разность потенциалов на обкладках
конденсатора С3 (рис. 13.69) при пробое (коротком замыкании) конденсатора
С2? Во сколько раз?
13.110. Определить разность потенциалов между точками А и В в схеме,
изображенной на рис. 13.70. Значения емкостей конденсаторов Си С2 и
величины э.д.с. <?,, <?2 источников известны.
13.111. Три источника э.д.с. (<?, = 6 кВ, &2 = 3 кВ и &3 = 2 кВ) и три
конденсатора (С, = 3 мкФ, С2 = 2 мкФ и С3 = 1 мкФ) соединяются между
собой последовательно в замкнутую цепь, чередуясь друг с другом (рис.
13.71). Найтинапряжениенакаждомконденсаторе.
Сг
ЧН
Сг
Q
Hh
С5
нь
с3
чь
С5
ЧЬ
С2
Hi-
fi т
Рис. 13.72
Рис. 13.73
13.112. КконденсаторуС,заряженномудоразностипотенциалов U,
подсоединена батарея из таких же конденсаторов (рис. 13.72). Найти заряд
на каждом конденсаторе.
13.113. Когда к батарее, показанной на рис. 13.73, подвели напряжение
U, заряд среднего конденсатора оказался равным нулю. Какова емкость
конденсатора С4, если емкость первого конденсатора С, второго - 2С,
третьего - ЗС?
13.114. Найти заряды конденсаторов в цепи, показанной на рис. 13.74.
Значения емкостей конденсаторов С,, С2, С3 и величины э.д.с. <?,, $2
источников известны.
298
с|| d 3R
II I 1 "
J. h
2R
/] R h т h 4R /4
b
I,
tr-!- *1
13.115. Найти заряд конденсатора в схеме, показанной на рис. 13.75.
Внутренним сопротивлением источника пренебречь.
• Решение. По участку цепи a-d, содержащем конденсатор емкостью С,
электрический ток будет течь до тех пор, пока конденсатор не зарядится.
После этого ток /, в с
узле а разветвляться не будет и весь пойдет Рис. 13.75
через сопротивление R. В узле Ь ток разветвится на токи /2 и /4. Далее
ток /3 = 12 пойдет через сопротивление ЗЛ и в узле п сольется с током /4,
образуя ток /[.
Чтобы определить заряд иа конденсаторе, нужно найти разность потенциалов
на его обкладках. Как видно из рис. 13.75, оиа равна разности потенциалов
между точками and (потенциал <ра > ср^, так как точка а соединена с
положительной клеммой источника):
Ua-d = Ф а~ Фd-
Найти разность потенциалов Ua-4 непосредственно используя закои Ома
нельзя, поскольку ток /], выходящий из точки а, на пути к точке d
разветвляется. Рассмотрим путь a-b-d, по которому ток приходит из точки а
в точку d. Используя потенциал <р/, промежуточной точки Ь, выражение для
можно записать в виде
Ua-d=<f>a ~ Ф6 + Ф6 - Фс/ = (Фа " Ф*) + (Фй - ФS-Разность потенциалов (фа
- Фй) равна падению напряжения иа сопротивлении R:
Ч>а-Ф6 = Л
а разность потенциалов (<р/, - <pd) - падению напряжения на
сопротивлеииии 2R:
<pb-Vc/ = I22R.
Следовательно, нахождение разности потенциалов на конденсаторе Ua-d= A R
+ h 2R
фактически сводится к определению токов /[ и /2, т.е.к решению
стандартной задачи по расчету токов на участках цепи (см., иапример,
задачу №13.97).
Участок b-d-n содержит два сопротивления, соединенные последовательно.
Общее сопротивление участка
Rfr-d-fi - 2 R + 3 R - 5 R.
Сопротивление Rb-d-n соединено параллельно с сопротивлением 4R. Поэтому
сопротивление участка цепи между точками Ь-п
Rb-d-n 4R 20 "
"" Rb-d-n + 4Л 9 R'
а полное сопротивление цепи
29
^цепи = ^Ь-п + R = ~д~ R.
Применяя закон Ома для замкнутой цепи, найдем ток It:
I s 9S
' Лцепи 29r-Падение напряжения между точками Ь-п цепи
I, г " 20в
иЬ-п ~ h Kh-n - ~2д~ ¦
299
Следовательно,
Используя значения токов денсатора:
и заряд на нем:
/2 =
Ub-n
4
: 29R '
Rb-d-n
и /2, найдем разность потенциалов на обкладках кон-
9? 29R'
_4_ 29R'
17#
29
q = CUa4j= 11Л9 Сё.
> Ответ -.
д=11Л9 CS.
Hh
С
Hh
Рис. 13.76
Рис. 13.78
4 Г
нн
Э-С
2А
Рис. 13.77
13.116. Найти падение напряжения на каждом конденсаторе участка цепи,
представленного на рис. 13.76, если С, = 1 мкФ, С2 = 2 мкФ, S= 10 В, а
разность потенциалов между точками А и В равна Л(рА_в = 5 В.
13.117. Найти заряд конденсатора на участке цепи, представленном на
рис. 13.77, если величины <?,, S2, С, R, / известны и , > &2.
13.118. Напряженность электрического поля в конденсаторе, встроенном в
схему (рис. 13.78), равна Е = 50 В/м. Расстояние между пластинами
конденсатора d = 0,5 мм, площадь каждой из пластин 5= 100 см2,
сопротивление нагрузки R = 5 Ом, внутреннее сопротивление источника г =
0,1 Ом. Какова э.д.с. батареи и сила притяжения пластин конденсатора?
Чему равен заряд на пластинах конденсатора?
13.119. Определить величину сопротивления R в цепи, представленной на
рис. 13.79, если напряженность электрического поля между обкладками
конденсатора Е = 2,25 кВ/м. Э.д.с. источника &=5 В, внутреннее
сопротивление г = 0,5 Ом. Расстояние между пластинами конденсатора d =
0,2 см.
13.120. Определить заряд конденсатора емкостью С = 1 мкФ в цепи,
представленной на рис. 13.80, где Л) = 1 Ом, Л2 = 4 Ом, &=6 В, внутреннее
