Задание № 18022
Конденсатор C1 =1 мкФ заряжен до напряжения U = 300 В и включён в последовательную цепь из резистора R = 300 Ом, незаряженного конденсатора C2 = 2 мкФ и разомкнутого ключа К (см. рисунок). Какое количество теплоты выделится в цепи после замыкания ключа, пока ток в цепи не прекратится?
1. Первоначальный заряд конденсатора C1 равен q = C1U.
2. В результате перезарядки на конденсаторах устанавливаются одинаковые напряжения, так как ток в цепи прекращается и напряжение на резисторе R становится равным нулю. Поэтому конденсаторы можно считать соединёнными параллельно. Тогда их общая ёмкость C0=C1+C2
3. По закону сохранения заряда суммарный заряд конденсаторов будет равен C1U.
4. По закону сохранения энергии выделившееся в цепи количество теплоты равно разности значений энергии конденсаторов в начальном и конечном состояниях:
Q=C1U22−(C1U)22(C1+C2)
Откуда получим:
Q=C1C2U22(C1+C2)=10−6×2×10−6×30022(10−6+2×10−6)=0,03 Дж.
Ответ: Q = 30 мДж
Ответ:Нашли ошибку в задании? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.