Какую работу совершает батарея при изменении емкости конденсатора от 10 мкФ до переменной значения, когда конденсатор

Когда конденсатор подключен к батарее с напряжением 300 В и его емкость изменяется от 10 мкФ до переменной значения, батарея совершает работу для зарядки конденсатора. Рассмотрим пошаговое решение данной задачи:

1. Начнем с того, что работа (обозначается символом \(W\)) может быть определена как произведение силы (\(F\)) на перемещение (\(d\)) в направлении силы. В данной задаче электрическая сила, действующая на конденсатор, определяется как произведение напряжения (\(V\)) на заряд (\(q\)) конденсатора. Когда конденсатор заряжается, заряд увеличивается.

2. Известные величины: напряжение (\(V = 300 \, \text{В}\)) и емкость (\(C = 10 \, \mu\text{Ф}\)). Заряд (\(q\)) на конденсаторе можно найти, используя формулу \(q = C \cdot V\).

3. Работа (\(W\)) для зарядки конденсатора в данном случае равна изменению потенциальной энергии (\(U\)) конденсатора. Потенциальная энергия конденсатора может быть выражена как \(U = \frac{1}{2} C \cdot V^2\).

4. Так как значения емкости изменяются, работа батареи (\(W\)) при каждом изменении емкости (\(C\)) будет меняться. Мы можем использовать выражение для потенциальной энергии (\(U\)) для нахождения работы (\(W\)) для различных значений емкости конденсатора.

Обобщая все шаги, можно использовать следующие формулы для решения данной задачи:

\[q = C \cdot V\]
\[U = \frac{1}{2} C \cdot V^2\]
\[W = U_{\text{конечное}} - U_{\text{начальное}}\]

Используя эти формулы, можно найти работу (\(W\)), которую совершает батарея при изменении емкости конденсатора от 10 мкФ до переменного значения, когда конденсатор подключен к батарее с напряжением 300 В. Если вы предоставите конкретное значение новой емкости конденсатора, я смогу привести точный числовой ответ.