Найти тему

Электродинамика. Электростатика: Электроёмкость. Энергия электрического поля. Задание на расчёт эквивалентной ёмкости системы конденсаторов

Найди, во сколько раз увеличится ёмкость системы конденсаторов, изображённой на рисунке, если замкнуть ключ K. C₁=3 мкФ, C₂=4 мкФ, C₃=2 мкФ.
Электрическая схема
Электрическая схема

При замыкании ключа конденсаторы C₂ и C₃ оказываются соединёнными накоротко, при этом в проводнике возникает электрический ток, приводящий к переносу отрицательного заряда на положительные обкладки конденсаторов. В результате происходит разрядка (уменьшение заряда) конденсаторов. Данный процесс продолжается до тех пор, пока потенциалы обкладок не станут равными, то есть конденсаторы полностью разрядятся. После этого ёмкость конденсаторов C₂ и C₃ не влияет на общую ёмкость системы Cₔ₂. Изобразим эквивалентные схемы при разомкнутом и замкнутом ключе

Эквивалентные схемы при разомкнутом и замкнутом ключе
Эквивалентные схемы при разомкнутом и замкнутом ключе

При разомкнутом ключе конденсаторы C₂ и C₃ соединены параллельно, эквивалентная ёмкость является суммой ёмкостей. Общую ёмкость системы найдём по формуле ёмкости при последовательном соединении

Общая емкость при разомкнутом ключе
Общая емкость при разомкнутом ключе

При замкнутом ключе ёмкость системы равна ёмкости конденсатора C₁. В задаче необходимо найти во сколько раз увеличится ёмкость системы, значит необходимо поделить общую ёмкость при замкнутом ключе на общую ёмкость при разомкнутом

Искомая величина
Искомая величина

Подставим известные ёмкости и решим задачу. Так как все ёмкости даны в одних и тех же единицах, можно не переводить в СИ

Решение и ответ
Решение и ответ

Не забывайте ставить лайки и подписываться