Какое изменение энергии системы произойдет, если отключить ее от источника напряжения и соединить одноименно заряженные

Какое изменение энергии системы произойдет, если отключить ее от источника напряжения и соединить одноименно заряженные обкладки конденсатора параллельно, если конденсаторы имеют емкости C1=2 мкФ и C2=3 мкФ, а разность потенциалов между ними составляет U=1000 В? Ответ 0,024 В.
Skvoz_Pyl

Skvoz_Pyl

Чтобы решить эту задачу, нам понадобится знание законов сохранения энергии и зарядов. Давайте разберемся подробнее.

Когда мы соединяем одноименно заряженные обкладки конденсатора параллельно, заряды на обкладках складываются. Таким образом, общий заряд \(Q\) на обкладках конденсаторов будет равен сумме зарядов каждой обкладки, то есть:

\[Q = Q_1 + Q_2\]

Зная, что заряд \(Q\) на обкладках равен произведению емкости конденсатора на разность потенциалов между его обкладками, мы можем записать:

\[Q = C_1 \cdot U_1 + C_2 \cdot U_2\]

где \(U_1\) и \(U_2\) - это напряжения на обкладках каждого конденсатора (в данном случае они равны разности потенциалов между обкладками, то есть \(U_1 = U\) и \(U_2 = U\)).

Теперь мы можем заменить значения емкостей и напряжения в этом равенстве, чтобы найти общий заряд \(Q\):

\[Q = 2 \cdot 10^{-6} \cdot 1000 + 3 \cdot 10^{-6} \cdot 1000\]
\[Q = 0.002 + 0.003\]
\[Q = 0.005\]

Итак, общий заряд \(Q\) равен 0.005 Кл (колумбам).

Теперь мы можем вычислить изменение энергии системы. Изменение энергии (\(ΔE\)) в системе можно выразить через разность зарядов (\(ΔQ\)) и разность потенциалов (\(ΔU\)) с помощью следующего соотношения:

\[ΔE = \frac{1}{2} \cdot ΔQ \cdot ΔU\]

В данном случае изменение заряда \(ΔQ\) равно нулю, потому что мы отключили систему от источника напряжения и только соединили обкладки конденсаторов. Как результат, изменение энергии системы равно:

\[ΔE = \frac{1}{2} \cdot 0 \cdot 1000\]
\[ΔE = 0\]

Итак, изменение энергии системы равно 0.

Ответ: Изменение энергии системы равно 0.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello