К заряженному конденсатору емкостью 5 мкФ подключают па​раллельно систему из двух последовательно соединенных незаряжен​ных конденсаторов, емкости которых равны 10 мкФ и 20 мкФ. При этом по проводам протекает заряд 0,2 мКл. Определить, до какого на​пряжения был заряжен конденсатор.
от

1 Ответ

дано:  
C1 = 5 мкФ = 5 * 10^(-6) Ф (емкость заряженного конденсатора),  
C2 = 10 мкФ = 10 * 10^(-6) Ф (емкость первого незаряженного конденсатора),  
C3 = 20 мкФ = 20 * 10^(-6) Ф (емкость второго незаряженного конденсатора),  
Q = 0.2 мКл = 0.2 * 10^(-3) Кл (заряд, протекающий по проводам).

найти:  
Напряжение U, до которого был заряжен конденсатор.

решение:  
1. Сначала найдем полную емкость системы конденсаторов C_total, состоящую из последовательно соединенных конденсаторов C2 и C3:

1/C_total = 1/C2 + 1/C3.

2. Подставляем значения:

1/C_total = 1/(10 * 10^(-6)) + 1/(20 * 10^(-6)),
1/C_total = (2 + 1)/(20 * 10^(-6)) = 3/(20 * 10^(-6)).

3. Теперь находим C_total:

C_total = (20 * 10^(-6)) / 3 ≈ 6.67 * 10^(-6) Ф.

4. Полная емкость системы конденсаторов будет равна сумме емкости заряженного конденсатора и емкости системы:

C_total_system = C1 + C_total = 5 * 10^(-6) + 6.67 * 10^(-6) = 11.67 * 10^(-6) Ф.

5. Теперь воспользуемся формулой для заряда Q, где Q = C * U:

Q = C_total_system * U.

6. Подставим известные значения и найдем напряжение U:

U = Q / C_total_system = (0.2 * 10^(-3)) / (11.67 * 10^(-6)).

7. Рассчитаем U:

U ≈ (0.2 * 10^(-3)) / (11.67 * 10^(-6)) ≈ 17.14 В.

ответ:  
Конденсатор был заряжен до напряжения примерно 17.14 В.
от