Вопрос № 99442: Здравствуйте эксперты, такая задачка:
к эдс 80В подключили последовательно 2 конденсатора 5 и 8 мкФ. Найти напряжение и заряды на каждом.
У меня на одном получился отрицательное напряжение, а на другом положительное, это нормально, получаетс...
Вопрос № 99.442
Здравствуйте эксперты, такая задачка:
к эдс 80В подключили последовательно 2 конденсатора 5 и 8 мкФ. Найти напряжение и заряды на каждом.
У меня на одном получился отрицательное напряжение, а на другом положительное, это нормально, получается что один работает как эдс?
Получилось 131.2 и -51.2. Посчитал общую емкость нашел общий заряд, и решил совместно уравнения с суммой зарядов и суммой напряжения
Отправлен: 23.08.2007, 19:46
Вопрос задал: Tribak (статус: 2-ой класс)
Всего ответов: 2 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)
Отвечает: SFResid
Здравствуйте, Tribak!
а) Поскольку конденсаторы соединены последовательно, то, в соответствии с 1-м законом Кирхгофа, у них просто один и тот же заряд Q - ни о какой "сумме зарядов" не может идти речь. б) Напряжения на конденсаторах действительно суммируются, и эта сумма равна напряжению (ЭДС) источника U. Но на каждом конденсаторе напряжение равно заряду, делённому на его ёмкость; значит:
Q/C1 + Q/C2 = U, или Q*(1/C1 + 1/C2) = U (1). Таким образом, эквивалентная ёмкость Cэ конденсаторов, соединенных последовательно, и равная Cэ = Q/U = 1/(1/C1 + 1/C2) вычисляется так же, как эквивалентное сопротивление резисторов, соединенных параллельно:
Cэ = C1*C2/(C1 + C2) (2).
В нашем случае: Cэ = 5*8/(5 + 8) = 40/13 мкФ. Q = U*Cэ = 80*40/13 = 3200/13 мкКл. U1 = Q/C1 = 3200/13/5 = 640/13 В. U2 = Q/C2 = 3200/13/8 = 400/13 В.
Проверяем: U = U1 + U2 = 640/13 + 400/13 = 1040/13 = 80 В.
В физике прежде всего важно правильно понимать, как действуют физические законы; навыки в упражнениях с формулами - дело наживное. Демонстрирую ещё один способ решения этой задачи:
1) Задаём произвольное напряжение на любом конденсаторе; пусть на 8 мкФ будет 10 В. 2) Тогда его заряд: 10*8 = 80 мкКл. 3) На втором (5 мкФ) напряжение: 80/5 = 16 В. 4) Сумма 10 + 16 = 26 В, а нам надо 80. 5) Из пропорции пересчитываем - умножаем заряд и оба напряжения на 80/26 = 40/13; получаются те же результаты.
Ответ отправил: SFResid (статус: Практикант)
Ответ отправлен: 24.08.2007, 11:24
Отвечает: Сухачев Павел Александрович
Здравствуйте, Tribak!
Пускай U1 – напряжение на первом конденсаторе, а U2 – на втором.
U1+U2=E (если учитывать, что сопротивление источника очень мало)
Так, как конденсаторы соединены последовательно, то заряды на пластинах конденсаторов равны:
q1=C1*U1;
q2=C2*U2;
Q=q1=q2;
U1=Q/C1; (1)
U2=Q/C2; (2)
Общая емкость батареи конденсаторов:
C=C1*C2/(C1+C2); (3)
Тогда заряд равен:
Q=E*C;
Подставим заряд в формулы (1) и (2). Затем в эти формулы подставим формулу (3):
U1=E*C2/(C1+C2);
U2=E*C1/(C1+C2);
Отрицательное напряжение может получиться, если Вы неправильно выбрали расположение зарядов на обкладках конденсаторов.