Каковы емкости конденсаторов в пФ, изображенных на рисунке 8 со следующими значениями: С1=30, С2=60, C3=100, С4=С5=80?

Каковы емкости конденсаторов в пФ, изображенных на рисунке 8 со следующими значениями: С1=30, С2=60, C3=100, С4=С5=80? Каково напряжение сети U=125B? Пожалуйста, нарисуйте соответствующую схему. Найдите эквивалентную емкость всей батареи из конденсаторов. Какой общий заряд на батарее конденсаторов? Какая энергия была накоплена батареей? Какой заряд и напряжение имеет второй конденсатор?
Михайловна_8733

Михайловна_8733

Чтобы определить емкости конденсаторов в пикофарадах (пФ) изображенных на рисунке 8, воспользуемся предоставленными значениями. Заданные емкости конденсаторов: \(C_1 = 30\), \(C_2 = 60\), \(C_3 = 100\), \(C_4 = C_5 = 80\).

Для начала, нарисуем соответствующую схему с указанием значений конденсаторов:

\[
\begin{{array}}{{ccccccc}}
\text{{----}} & C_1 = 30\, \text{{пФ}} & \text{{----}} & C_2 = 60\, \text{{пФ}} & \text{{----}} & C_3 = 100\, \text{{пФ}} & \text{{----}} \\
& & & & & & \\
\text{{----}} & C_4 = 80\, \text{{пФ}} & \text{{--------}} & C_5 = 80\, \text{{пФ}} & \text{{----}} & U = 125\, \text{{В}} & \text{{----}} \\
\end{{array}}
\]

Теперь давайте найдем эквивалентную емкость \(C_{\text{{экв}}}\) всей батареи из конденсаторов. Для этого воспользуемся формулой для параллельного подключения конденсаторов:

\[
\frac{1}{{C_{\text{{экв}}}}} = \frac{1}{{C_1}} + \frac{1}{{C_2}} + \frac{1}{{C_3}} + \frac{1}{{C_4}} + \frac{1}{{C_5}}
\]

Подставим значения:

\[
\frac{1}{{C_{\text{{экв}}}}} = \frac{1}{{30}} + \frac{1}{{60}} + \frac{1}{{100}} + \frac{1}{{80}} + \frac{1}{{80}}
\]

\[
\frac{1}{{C_{\text{{экв}}}}} = \frac{1}{{30}} + \frac{1}{{60}} + \frac{1}{{100}} + \frac{1}{{80}} + \frac{1}{{80}} = \frac{77}{{1200}}
\]

Теперь найдем эквивалентную емкость:

\[
C_{\text{{экв}}} = \frac{1}{{\frac{77}{{1200}}}} = \frac{{1200}}{{77}} \approx 15.58\, \text{{пФ}}
\]

Таким образом, эквивалентная емкость всей батареи из конденсаторов составляет около 15.58 пФ.

Для определения общего заряда на батарее конденсаторов воспользуемся формулой:

\[
Q = C \cdot U
\]

где \(Q\) - заряд, \(C\) - емкость конденсатора, \(U\) - напряжение сети.

Общий заряд \(Q_{\text{{батареи}}}\) на батарее конденсаторов будет равен:

\[
Q_{\text{{батареи}}} = C_{\text{{экв}}} \cdot U = 15.58 \cdot 125 = 1947.5\, \text{{кл}}.
\]

Теперь найдем энергию \(E\) накопленную батареей конденсаторов. Для этого воспользуемся формулой:

\[
E = \frac{1}{2} \cdot C \cdot U^2
\]

где \(E\) - энергия, \(C\) - емкость конденсатора, \(U\) - напряжение сети.

Энергия \(E_{\text{{батареи}}}\) накопленная батареей конденсаторов:

\[
E_{\text{{батареи}}} = \frac{1}{2} \cdot C_{\text{{экв}}} \cdot U^2 = \frac{1}{2} \cdot 15.58 \cdot (125)^2 = 122187.5\, \text{{Дж}}.
\]

Итак, общий заряд \(Q_{\text{{батареи}}}\) на батарее конденсаторов составляет 1947.5 кулона (кл), а энергия \(E_{\text{{батареи}}}\), накопленная батареей, равна 122187.5 джоулей (Дж).

Наконец, чтобы определить заряд и напряжение на втором конденсаторе, воспользуемся формулой:

\[
Q = C \cdot U
\]

Поскольку у нас указано напряжение сети (\(U = 125\) В), мы можем рассчитать заряд (\(Q\)) на втором конденсаторе с помощью его емкости (\(C\)). Найденная нами эквивалентная емкость \(C_{\text{{экв}}} = 15.58\) пФ представляет собой суммарную емкость всей батареи конденсаторов.

Таким образом, заряд на втором конденсаторе (\(Q_2\)) будет:

\[
Q_2 = C_{\text{{экв}}} \cdot U = 15.58 \text{{ пФ}} \times 125 \text{{ В}} \approx 1947.5 \text{{ кулона (кл)}}.
\]

А напряжение на втором конденсаторе (\(U_2\)) равно напряжению сети (\(U = 125\) В).

Надеюсь, это решение было полезным и детальным.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello