Для школьников.
Сначала определимся со знаками зарядов на обкладках конденсаторов.
Левая обкладка первого конденсатора заряжена отрицательно, так как она подсоединена к отрицательному полюсу источника. Следовательно, правая обкладка первого конденсатора имеет положительный знак.
Правая обкладка второго конденсатора, подсоединённая к положительному полюсу источника заряжена положительно, следовательно, его левая обкладка имеет отрицательный знак.
Заряды какого знака имеют обкладки третьего конденсатора не известно, так как он подключен и к положительному полюсу первого источника, и к отрицательному полюсу второго источника.
Предположим, что верхняя обкладка третьего конденсатора имеет положительный заряд. Если при решении задачи напряжение на третьем конденсаторе будет положительной величиной, то со знаком зарядов его обкладок угадали.
Теперь составим необходимые для расчётов уравнения.
Посмотрим, как можно выразить разность потенциалов между точками
Её можно выразить через сумму ЭДС источников и через сумму напряжений на конденсаторах. Тогда
Разность потенциалов между точками
равна ЭДС первого источника и в то же время равна сумме напряжений на первом и третьем конденсаторах:
Ещё можно записать уравнение для узла В, где алгебраическая сумма зарядов на обкладках конденсаторов, обведённых пунктирной линией, равна нулю, так как эти обкладки не соединены с источниками. Тогда:
Совместное решение этих трёх уравнений позволит найти выражения для нахождения напряжения на каждом конденсаторе:
Из последнего уравнения следует, что напряжение на третьем конденсаторе имеет положительный знак, когда
Если это условие выполняется, то знаки зарядов на обкладках третьего конденсатора проставлены правильно.
Таким образом, применяя правила для расчёта конденсаторных цепей, можно решать сложные задачи.
К.В. Рулёва, к. ф.-м. н., доцент. Подписывайтесь на канал. Ставьте лайки. Пишите комментарии. Спасибо.
Предыдущая запись: Как найти заряды конденсаторов в цепи, изображённой на рисунке?
Следующая запись: Подробнее о потенциальной энергии взаимодействия зарядов и потенциале точки электростатического поля.
Ссылки на занятия и статьи до электростатики даны в Занятии 1.
Ссылки на занятия и статьи (начиная с электростатики) даны в Занятии 45.