Конденсатор ёмкостью С1 зарядили до напряжения 50 В. При параллельном подключении этого конденсатора к незаряженному конденсатору ёмкостью 8 мкФ вольтметр показал 10 В. Найти емкость С1.
от

1 Ответ

дано:  
- начальное напряжение на конденсаторе C₁: U₁ = 50 В  
- ёмкость второго конденсатора C₂ = 8 мкФ = 8 * 10^(-6) Ф  
- конечное напряжение после соединения (вольтметр): U = 10 В  

найти: ёмкость С₁.

решение:

1. Заряд на конденсаторе C₁ до подключения к C₂ можно вычислить по формуле:

Q₁ = C₁ * U₁.

2. После подключения к незаряженному конденсатору образуется новая система, где общее количество заряда сохраняется. Обозначим заряд на C₂ как Q₂. Тогда общий заряд Q будет равен:

Q = Q₁ + Q₂.

3. Напряжение на обоих конденсаторах одинаково после соединения, что означает:

U = Q / (C₁ + C₂).

4. Учитывая, что Q₂ = C₂ * U и подставляя его в уравнение общего заряда:

Q = C₁ * U₁ = C₁ * 50.

5. Подставим Q₂ в уравнение для U:

U = (C₁ * 50) / (C₁ + C₂).

6. Теперь подставим известные значения:

10 = (C₁ * 50) / (C₁ + 8 * 10^(-6)).

7. Умножим обе стороны на (C₁ + 8 * 10^(-6)):

10 * (C₁ + 8 * 10^(-6)) = C₁ * 50.

8. Раскроем скобки:

10C₁ + 80 * 10^(-6) = 50C₁.

9. Переносим все термины с C₁ в одну сторону:

80 * 10^(-6) = 50C₁ - 10C₁,
80 * 10^(-6) = 40C₁.

10. Найдём C₁:

C₁ = (80 * 10^(-6)) / 40 = 2 * 10^(-6) Ф = 2 мкФ.

ответ: ёмкость С₁ равна 2 мкФ.
от