Тема . №25 Электродинамика (Расчетная задача высокого уровня сложности)
.04 Энергетический подход в электрических цепях
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №25 электродинамика (расчетная задача высокого уровня сложности)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#86266

Конденсаторы ёмкостью C1 = 12  нФ и C2 = 20  нФ, заряженные до напряжений соответственно U1 = 10  В и U2 =12  В, соединили одноимённо заряженными обкладками так, как показано на рисунке. Найдите количество теплоты, выделившееся в резисторе после такого соединения.

PIC

Показать ответ и решение

Количество теплоты будет равно

Q = W1 − W2, (1)

где W1  – начальное количество энергии, W2  – конечное количество энергии в цепи
Начальное количество энергии равно

     C  U2  C U2
W1 = --12-1+ --22-2. (2)

В конце будут заряжены два конденсатора до одинакового напряжения

         2      2    2
W2 = C1U-0+ C2U-0= U-0(C1 + C2) (3)
       2      2     2

Заряд на конденсаторе равен

q = CU,

где C  – ёмкость, U  – напряжение на конденсаторе.

PIC

Кроме того, сохраняется заряд на системе изолированных обкладок, а это значит, что

C1U1C2U2 = C1U0+ C2U0 ⇒ U0 = C1U1-+C2U2-= 12-нФ⋅10-В+-20 нФ-⋅12-В= 11,25 В (4)
                              C1 +C2          12 нФ + 20 нФ

Объединяя (1), (2), (3) и (4), получим

    C1U21  C2U22-  U20-       12 нФ-⋅102 В2 20 нФ-⋅122 В2 11,252 В2
Q =   2  +   2  −  2 (1+ 2)=     2      +      2      −    2    (12 нФ +20 нФ)= 15 нДж
Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!