В задачах ЕГЭ по физике можно столкнуться с очевидными, но загадочными процессами зарядки-разрядки конденсаторов.
Поскольку процесс перетекания зарядов, накапливаемых на пластинах, не является постоянным током, то и соответствующие законы неприменимы.
Закон сохранения энергии, естественно, универсален! Применять его можно в любой ситуации. Конденсаторы и здесь задают тон.
Посмотрите задачу:
На первый взгляд она простенькая. Система идеальна. Применяем закон сохранения энергии: работа источника идёт на зарядку конденсатора. Значит, энергия, запасённая в конденсаторе, равна работе источника. Задача на одну формулу.
Кто так решил — совсем не молодец! В чём же ошибка? Помним, что даже в случае идеальной цепи её сопротивлением пренебречь нельзя! Некоторое количество теплоты будет выделяться при перемещении заряда.
Возможное решение с учётом изложенного выше:
Как видите, работа источника тока вдвое превышает предыдущий результат!
Если задача поставлена корректно, то применение закона сохранения энергии приводит к абсолютно верному результату.
Вот пример такой задачи:
Закон сохранения энергии учитывает нагревание резисторов.
Возможное решение:
Ещё один интереснейший факт: сопротивление резистора не имеет абсолютно никакого значения. Энергия, выделившаяся при зарядке конденсатора, зависит только от заряда, накопленного на нём.
Внимательное отношение к реальным процессам, протекающим в идеальных (по условию задачи) системах, позволит правильно решить задачу с конденсаторами.