Определите эквивалентную емкость батареи конденсаторов, которые соединены в схеме, показанной на рисунке, при использовании ключей кл1, кл2 и кл3 в соответствии с таблицей. Значения емкостей конденсаторов: c1 = 2 мкФ, c2 = c3 = c4 = c6 = 1 мкФ, c5 = 3 мкФ, c7.
Ледяная_Сказка
Для решения данной задачи нам необходимо определить эквивалентную емкость \(C_{\text{экв}}\) для схемы, показанной на рисунке.
Для начала, определим, какие ключи открыты, а какие закрыты в данной схеме, используя предоставленную таблицу:
- Ключ кл1 соединяет конденсаторы c1 и c2. В таблице указано, что он замкнут, то есть закрыт.
- Ключ кл2 соединяет конденсаторы c3 и c4. В таблице указано, что он открыт.
- Ключ кл3 соединяет конденсаторы c4 и c5. В таблице указано, что он замкнут, то есть закрыт.
С учетом этой информации, решим задачу пошагово:
Шаг 1: Рассмотрим параллельное соединение конденсаторов c1 и c2, которое является замкнутым с помощью ключа кл1. В параллельном соединении эквивалентная емкость \(C_{12}\) определяется по формуле:
\[C_{12} = C_1 + C_2\]
Подставляем значения \(C_1 = 2 \, \mu\text{Ф}\) и \(C_2 = 1 \, \mu\text{Ф}\) и находим сумму:
\[C_{12} = 2 \, \mu\text{Ф} + 1 \, \mu\text{Ф} = 3 \, \mu\text{Ф}\]
Шаг 2: Полученная эквивалентная емкость \(C_{12}\) заменяет параллельное соединение конденсаторов c3 и c4, которые соединены ключом кл2. Поскольку ключ кл2 открыт, то эти конденсаторы не влияют на схему. Таким образом, \(C_{12}\) не изменяется.
Шаг 3: Эквивалентная емкость \(C_{12}\), полученная в предыдущем шаге, заменяет конденсатор c4 в параллельном соединении с конденсатором c5, которые соединены ключом кл3. Так как ключ кл3 замкнут, то оба конденсатора включены в схему.
В параллельном соединении эквивалентная емкость \(C_{45}\) определяется по формуле:
\[C_{45} = C_{12} + C_5\]
Подставляем значения \(C_{12} = 3 \, \mu\text{Ф}\) и \(C_5 = 3 \, \mu\text{Ф}\) и находим сумму:
\[C_{45} = 3 \, \mu\text{Ф} + 3 \, \mu\text{Ф} = 6 \, \mu\text{Ф}\]
Таким образом, эквивалентная емкость \(C_{\text{экв}}\) батареи конденсаторов в данной схеме равна 6 мкФ.
Для начала, определим, какие ключи открыты, а какие закрыты в данной схеме, используя предоставленную таблицу:
- Ключ кл1 соединяет конденсаторы c1 и c2. В таблице указано, что он замкнут, то есть закрыт.
- Ключ кл2 соединяет конденсаторы c3 и c4. В таблице указано, что он открыт.
- Ключ кл3 соединяет конденсаторы c4 и c5. В таблице указано, что он замкнут, то есть закрыт.
С учетом этой информации, решим задачу пошагово:
Шаг 1: Рассмотрим параллельное соединение конденсаторов c1 и c2, которое является замкнутым с помощью ключа кл1. В параллельном соединении эквивалентная емкость \(C_{12}\) определяется по формуле:
\[C_{12} = C_1 + C_2\]
Подставляем значения \(C_1 = 2 \, \mu\text{Ф}\) и \(C_2 = 1 \, \mu\text{Ф}\) и находим сумму:
\[C_{12} = 2 \, \mu\text{Ф} + 1 \, \mu\text{Ф} = 3 \, \mu\text{Ф}\]
Шаг 2: Полученная эквивалентная емкость \(C_{12}\) заменяет параллельное соединение конденсаторов c3 и c4, которые соединены ключом кл2. Поскольку ключ кл2 открыт, то эти конденсаторы не влияют на схему. Таким образом, \(C_{12}\) не изменяется.
Шаг 3: Эквивалентная емкость \(C_{12}\), полученная в предыдущем шаге, заменяет конденсатор c4 в параллельном соединении с конденсатором c5, которые соединены ключом кл3. Так как ключ кл3 замкнут, то оба конденсатора включены в схему.
В параллельном соединении эквивалентная емкость \(C_{45}\) определяется по формуле:
\[C_{45} = C_{12} + C_5\]
Подставляем значения \(C_{12} = 3 \, \mu\text{Ф}\) и \(C_5 = 3 \, \mu\text{Ф}\) и находим сумму:
\[C_{45} = 3 \, \mu\text{Ф} + 3 \, \mu\text{Ф} = 6 \, \mu\text{Ф}\]
Таким образом, эквивалентная емкость \(C_{\text{экв}}\) батареи конденсаторов в данной схеме равна 6 мкФ.
Знаешь ответ?