Каковы значения напряжения для каждого из представленных конденсаторов в схеме на изображении при заданных значениях емкости? (C1=16, C2=3, C3=6, C4=2, C5=8, U=130) Пожалуйста, укажите значения напряжения для каждого конденсатора.
Korova
Для решения этой задачи, нам необходимо использовать формулу для расчета напряжений на конденсаторах, подключенных последовательно в цепи:
\[ \frac{1}{C_{экв}} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2} + \frac{1}{C_3} + \frac{1}{C_4} + \frac{1}{C_5} \]
где \(C_{экв}\) - эквивалентная ёмкость всей цепи, а \(C_1\), \(C_2\), \(C_3\), \(C_4\), \(C_5\) - значения ёмкостей каждого из конденсаторов.
Для начала, найдем эквивалентную ёмкость всей цепи:
\[ \frac{1}{C_{экв}} = \frac{1}{16} + \frac{1}{3} + \frac{1}{6} + \frac{1}{2} + \frac{1}{8} \]
Вычислим сумму обратных значений каждой ёмкости:
\[ \frac{1}{C_{экв}} = \frac{1}{16} + \frac{1}{3} + \frac{1}{6} + \frac{1}{2} + \frac{1}{8} = \frac{3}{48} + \frac{16}{48} + \frac{8}{48} + \frac{24}{48} + \frac{6}{48} = \frac{57}{48} \]
Теперь найдем эквивалентную ёмкость цепи:
\[ C_{экв} = \frac{48}{57} \approx 0.842 \, \text{Ф} \]
После нахождения эквивалентной ёмкости, мы можем использовать формулу для расчета напряжения на конденсаторе:
\[ U = \frac{Q}{C} \]
где \(U\) - напряжение на конденсаторе, \(Q\) - заряд на конденсаторе, \(C\) - ёмкость конденсатора.
Так как полученное значение эквивалентной ёмкости составляет 0.842 Фарада, мы можем подставить его в формулу для каждого конденсатора.
Рассчитаем напряжение для каждого конденсатора:
Для конденсатора \(C_1\):
\[ U_1 = \frac{Q}{C_1} = \frac{U}{C_{экв}} \cdot \frac{C_{экв}}{C_1} = \frac{130}{0.842} \cdot \frac{0.842}{16} \approx 10.778 \, \text{В} \]
Для конденсатора \(C_2\):
\[ U_2 = \frac{Q}{C_2} = \frac{U}{C_{экв}} \cdot \frac{C_{экв}}{C_2} = \frac{130}{0.842} \cdot \frac{0.842}{3} \approx 30.233 \, \text{В} \]
Для конденсатора \(C_3\):
\[ U_3 = \frac{Q}{C_3} = \frac{U}{C_{экв}} \cdot \frac{C_{экв}}{C_3} = \frac{130}{0.842} \cdot \frac{0.842}{6} \approx 13.406 \, \text{В} \]
Для конденсатора \(C_4\):
\[ U_4 = \frac{Q}{C_4} = \frac{U}{C_{экв}} \cdot \frac{C_{экв}}{C_4} = \frac{130}{0.842} \cdot \frac{0.842}{2} \approx 42.780 \, \text{В} \]
Для конденсатора \(C_5\):
\[ U_5 = \frac{Q}{C_5} = \frac{U}{C_{экв}} \cdot \frac{C_{экв}}{C_5} = \frac{130}{0.842} \cdot \frac{0.842}{8} \approx 13.048 \, \text{В} \]
Таким образом, значения напряжения для каждого из представленных конденсаторов в схеме равны:
\(U_1 \approx 10.778\, \text{В}\),
\(U_2 \approx 30.233\, \text{В}\),
\(U_3 \approx 13.406\, \text{В}\),
\(U_4 \approx 42.780\, \text{В}\),
\(U_5 \approx 13.048\, \text{В}\).
\[ \frac{1}{C_{экв}} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2} + \frac{1}{C_3} + \frac{1}{C_4} + \frac{1}{C_5} \]
где \(C_{экв}\) - эквивалентная ёмкость всей цепи, а \(C_1\), \(C_2\), \(C_3\), \(C_4\), \(C_5\) - значения ёмкостей каждого из конденсаторов.
Для начала, найдем эквивалентную ёмкость всей цепи:
\[ \frac{1}{C_{экв}} = \frac{1}{16} + \frac{1}{3} + \frac{1}{6} + \frac{1}{2} + \frac{1}{8} \]
Вычислим сумму обратных значений каждой ёмкости:
\[ \frac{1}{C_{экв}} = \frac{1}{16} + \frac{1}{3} + \frac{1}{6} + \frac{1}{2} + \frac{1}{8} = \frac{3}{48} + \frac{16}{48} + \frac{8}{48} + \frac{24}{48} + \frac{6}{48} = \frac{57}{48} \]
Теперь найдем эквивалентную ёмкость цепи:
\[ C_{экв} = \frac{48}{57} \approx 0.842 \, \text{Ф} \]
После нахождения эквивалентной ёмкости, мы можем использовать формулу для расчета напряжения на конденсаторе:
\[ U = \frac{Q}{C} \]
где \(U\) - напряжение на конденсаторе, \(Q\) - заряд на конденсаторе, \(C\) - ёмкость конденсатора.
Так как полученное значение эквивалентной ёмкости составляет 0.842 Фарада, мы можем подставить его в формулу для каждого конденсатора.
Рассчитаем напряжение для каждого конденсатора:
Для конденсатора \(C_1\):
\[ U_1 = \frac{Q}{C_1} = \frac{U}{C_{экв}} \cdot \frac{C_{экв}}{C_1} = \frac{130}{0.842} \cdot \frac{0.842}{16} \approx 10.778 \, \text{В} \]
Для конденсатора \(C_2\):
\[ U_2 = \frac{Q}{C_2} = \frac{U}{C_{экв}} \cdot \frac{C_{экв}}{C_2} = \frac{130}{0.842} \cdot \frac{0.842}{3} \approx 30.233 \, \text{В} \]
Для конденсатора \(C_3\):
\[ U_3 = \frac{Q}{C_3} = \frac{U}{C_{экв}} \cdot \frac{C_{экв}}{C_3} = \frac{130}{0.842} \cdot \frac{0.842}{6} \approx 13.406 \, \text{В} \]
Для конденсатора \(C_4\):
\[ U_4 = \frac{Q}{C_4} = \frac{U}{C_{экв}} \cdot \frac{C_{экв}}{C_4} = \frac{130}{0.842} \cdot \frac{0.842}{2} \approx 42.780 \, \text{В} \]
Для конденсатора \(C_5\):
\[ U_5 = \frac{Q}{C_5} = \frac{U}{C_{экв}} \cdot \frac{C_{экв}}{C_5} = \frac{130}{0.842} \cdot \frac{0.842}{8} \approx 13.048 \, \text{В} \]
Таким образом, значения напряжения для каждого из представленных конденсаторов в схеме равны:
\(U_1 \approx 10.778\, \text{В}\),
\(U_2 \approx 30.233\, \text{В}\),
\(U_3 \approx 13.406\, \text{В}\),
\(U_4 \approx 42.780\, \text{В}\),
\(U_5 \approx 13.048\, \text{В}\).
Знаешь ответ?