Задание № 18022
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 q = C1U.
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 C0=C1+C2
3. По закону сохранения заряда суммарный заряд конденсаторов будет равен C1U.
4. По закону сохранения энергии выделившееся в цепи количество теплоты равно разности значений энергии конденсаторов в начальном и конечном состояниях:
[math]Q=\frac{C_1U^2}2-\frac{(C_1U)^2}{2(C_1+C_2)}[/math]
Откуда получим:
[math]Q=\frac{C_1C_2U^2}{2(C_1+C_2)}=\frac{10^{-6}\times2\times10^{-6}\times300^2}{2(10^{-6}+2\times10^{-6})}=0,03[/math] Дж.
Ответ: Q = 30 мДж
Ответ:Нашли ошибку в задании? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.