конденсатор электроемкостью 4 мкф заряжен до напряжения 10 в какой заряд будет на обкладках
Воздушный конденсатор емкостью 4 мкФ подключен к источнику 10 В. Какой заряд
Условие задачи:
Воздушный конденсатор емкостью 4 мкФ подключен к источнику 10 В. Какой заряд пройдет по соединительным проводам, если пространство между пластинами заполнить диэлектриком с диэлектрической проницаемостью 1,5?
Задача №6.4.20 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»
\(C_1=4\) мкФ, \(U=10\) В, \(\varepsilon_2=1,5\), \(q-?\)
Решение задачи:
Так как конденсатор всегда остается подключенным к источнику напряжения, то напряжение между его обкладками меняться не будет, то есть \(U=const\). Запишем следующую формулу электроемкости и выразим из нее напряжение:
Применим последнюю формулу к двум наблюдаемым в задаче случаям:
Искомый заряд \(q\), прошедший по соединительным проводам, равен разности конечного \(q_2\) и начального \(q_1\) заряда конденсатора. Конечный заряд конденсатора больше начального – это видно из вышеприведенной системы, так как электроемкость конденсатора при заполнении его диэлектриком увеличится, а напряжение не меняется.
Из верхнего равенства системы можно сразу найти начальный заряд конденсатора \(q_1\):
Также из системы следует следующее равенство:
Откуда конечный заряд \(q_2\) равен:
Электроемкость плоского конденсатора в общем случае определяют по формуле:
Используем последнюю формулу для определения начальной и конечной электроемкости нашего конденсатора:
Здесь \(\varepsilon _1\) – диэлектрическая проницаемость воздуха, равная 1. Разделим нижнее равенство системы на верхнее, чтобы найти отношение \(\frac
Тогда формула (3) станет такой:
Подставим это выражение в формулу (1):
Учитывая (2), окончательно получим следующее решение задачи в общем виде:
Произведем расчет численного ответа:
\[q = 4 \cdot <10^< – 6>> \cdot 10 \cdot \frac<<1,5 – 1>> <1>= 20 \cdot <10^< – 6>>\;Кл = 20\;мкКл\]
Ответ: 20 мкКл.
Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.
Решение задач «Конденсатор электроемкостью 4 мкФ заряжен до напряжения 10 В»,
физика
Конденсатор электроемкостью 4 мкФ заряжен до напряжения 10 В
Конденсатор электроемкостью 4 мкФ заряжен до напряжения 10 В. Какой заряд будет на обкладках этого конденсатора, если к нему подключить другой конденсатор электроемкостью 6 мкФ, заряженный до напряжения 20 В? Соединены обкладки, имеющие разноименные заряды.
Закажите подобную или любую другую работу недорого
Вы работаете с экспертами напрямую,
не переплачивая посредникам, поэтому
наши цены в 2-3 раза ниже 
Последние размещенные задания
Срок сдачи к 8 нояб.
Тема: блюда из грибов. 15-25страниц. поля, шрифт, абзац по госту
Курсовая, Тех. Проект.
Срок сдачи к 25 нояб.
Лабораторная, Метрология и технические измерения
Срок сдачи к 8 нояб.
Выполнить практическую работу
Решение задач, Экономика предприятия
Срок сдачи к 13 нояб.
Решить все задачи Вариант 9
Контрольная, Высшая математика
Срок сдачи к 11 нояб.
В каждой задаче, задание под номером 9
Срок сдачи к 15 дек.
Написать курсовую на тему: Развитие творческой активности младших школьников средствами декрпативно-прикладного искусства.
Срок сдачи к 30 нояб.
1. Из глицерина и любых неорганических материалов получите.
Решение задач, Органическая химия
Срок сдачи к 8 нояб.
Срок сдачи к 11 нояб.
Срок сдачи к 15 нояб.
Доделать тест и заполнить таблицу
Другое, Экспертиза и оценка инновационных проектов
Срок сдачи к 9 нояб.
Выполнить работу, согласно методическим указаниям
Контрольная, основы теории расчета и проектирования
Срок сдачи к 10 нояб.
Ответы на билеты, Риск-менеджмент
Срок сдачи к 10 нояб.
Срок сдачи к 12 нояб.
Решение задач, Химия
Срок сдачи к 8 нояб.
Решение задач, Учет и анализ
Срок сдачи к 9 нояб.
Презентация, муниципальное право
Срок сдачи к 16 нояб.
в работе должна быть указана судебная или УФАС практика
Контрольная, ФЗ № 44
Срок сдачи к 30 нояб.
обратились к нам
за последний год
работают с нашим сервисом
заданий и консультаций
заданий и консультаций
выполнено и сдано
за прошедший год
Сайт бесплатно разошлёт задание экспертам.
А эксперты предложат цены. Это удобнее, чем
искать кого-то в Интернете 
Отклик экспертов с первых минут
С нами работают более 15 000 проверенных экспертов с высшим образованием. Вы можете выбрать исполнителя уже через 15 минут после публикации заказа. Срок исполнения — от 1 часа
Цены ниже в 2-3 раза
Вы работаете с экспертами напрямую, поэтому цены
ниже, чем в агентствах
Доработки и консультации
– бесплатны
Доработки и консультации в рамках задания бесплатны
и выполняются в максимально короткие сроки
Гарантия возврата денег
Если эксперт не справится — мы вернем 100% стоимости
На связи 7 дней в неделю
Вы всегда можете к нам обратиться — и в выходные,
и в праздники
Эксперт получил деньги за заказ, а работу не выполнил?
Только не у нас!
Деньги хранятся на вашем балансе во время работы
над заданием и гарантийного срока
Гарантия возврата денег
В случае, если что-то пойдет не так, мы гарантируем
возврат полной уплаченой суммы
С вами будут работать лучшие эксперты.
Они знают и понимают, как важно доводить
работу до конца 
С нами с 2017
года
Помог студентам: 10 848 Сдано работ: 10 848
Рейтинг: 80 730
Среднее 4,94 из 5
С нами с 2018
года
Помог студентам: 7 507 Сдано работ: 7 507
Рейтинг: 67 148
Среднее 4,87 из 5
С нами с 2019
года
Помог студентам: 2 376 Сдано работ: 2 376
Рейтинг: 25 386
Среднее 4,84 из 5
С нами с 2018
года
Помог студентам: 2 049 Сдано работ: 2 049
Рейтинг: 12 583
Среднее 4,87 из 5
1. Сколько стоит помощь?
Цена, как известно, зависит от объёма, сложности и срочности. Особенностью «Всё сдал!» является то, что все заказчики работают со экспертами напрямую (без посредников). Поэтому цены в 2-3 раза ниже.
Специалистам под силу выполнить как срочный заказ, так и сложный, требующий существенных временных затрат. Для каждой работы определяются оптимальные сроки. Например, помощь с курсовой работой – 5-7 дней. Сообщите нам ваши сроки, и мы выполним работу не позднее указанной даты. P.S.: наши эксперты всегда стараются выполнить работу раньше срока.
3. Выполняете ли вы срочные заказы?
Да, у нас большой опыт выполнения срочных заказов.
4. Если потребуется доработка или дополнительная консультация, это бесплатно?
Да, доработки и консультации в рамках заказа бесплатны, и выполняются в максимально короткие сроки.
5. Я разместил заказ. Могу ли я не платить, если меня не устроит стоимость?
6. Каким способом можно произвести оплату?
Работу можно оплатить множеством способом: картой Visa / MasterCard, с баланса мобильного, в терминале, в салонах Евросеть / Связной, через Сбербанк и т.д.
7. Предоставляете ли вы гарантии на услуги?
На все виды услуг мы даем гарантию. Если эксперт не справится — мы вернём 100% суммы.
8. Какой у вас режим работы?
Мы принимаем заявки 7 дней в неделю, 24 часа в сутки.
Конденсатор электроемкостью 4 мкф заряжен до напряжения 10 в какой заряд будет на обкладках
Конденсатор электроемкостью 0,5 Ф был заряжен до напряжения 4 В. Затем к нему подключили параллельно незаряженный конденсатор электроемкостью 0,5 Ф. Какова энергия системы из двух конденсаторов после их соединения? (Ответ дать в джоулях.)
Заряд первого конденсатора был равен 
После подсоединения к нему незаряженного конденсатора с такой же емкостью, заряд перераспределится и поделится между ними поровну (напряжения на них должны совпадать, поскольку они подключены параллельно).
Следовательно, энергия системы из двух конденсаторов после их соединения равна
а почему нельзя использовать формулу
Можно и эту, но Вам все равно придется искать напряжение на конденсаторах по формуле 
.
В итоге, получится: 
.
Обратите внимание, что энергия двух конденсаторов после их соединения не равна начальной энергии первого конденсатора. Часть энергии выделяется как тепло на соединительных проводах в процессе перезарядки.
А, если провода будут сверхпроводящими, то куда же денется энергия?!
В свою очередь обращаю внимание на то, что задачи на зарядку, разрядку, перезарядку и так далее относятся не к ЭЛЕКТРОСТАТИКЕ, которая изучается в школе, а к разделу РЕЛАКСАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ, который в школе не изучается и, следовательно, им не место контрольных материалах.
Решать их по формулам электростатики не корректно, а требовать от школьника рассуждений, связанных динамикой зарядки, абсурдно.
В данной задаче просят найти энергию системы, после того, как все процессы перезарядки закончатся, когда вновь будет простая электростатическая задача. Так что я не очень понимаю, чем эта задача Вас не устраивает. В более сложных модификациях она встречается и в школьных олимпиадах, так что, на мой взгляд, школьникам полезно в этом разобраться уже сейчас.
Что касается, релаксационных процессов. Если соединить конденсаторы проводами с сопротивлениями 
и 
и по-честному найти зависимость тока от времени, после чего из закона Джоуля-Ленца определить выделившееся тепло, то как раз выделится 
. Если же Вы все-таки хотите соединить конденсаторы сверхпроводниками, то, насколько я понимаю, у вас получится бесконечная производная от заряда, а значит, станут значительными эффекты излучения, туда и уйдет избыток энергии.
К источнику тока с ЭДС 2 В подключён конденсатор ёмкостью 1 мкФ. Какую работу совершил источник тока при зарядке конденсатора? (Ответ дайте в микроджоулях.)
Определим, до какого заряда зарядится конденсатор: 
Работа источника заключается в переносе заряда с одной пластины конденсатора на другую и равна, следовательно, следующей величине:
Обратите внимание на стандартную ошибку, которую обычно допускают при решении подобных задач. Если попытаться воспользоваться законом сохранения энергии, и заключить, что работа источника равна энергии заряженного конденсатора, то это будет неправильно. Действительно, энергия конденсатора равна 
Это вдвое меньше полученного нами ранее ответа, Возникает вопрос, куда же тратится оставшаяся часть работы источника? Ответ прост: при зарядке конденсатора всегда выделяется тепло на соединительных проводах. Именно на это и тратится оставшаяся работа. Внимательный читатель спросит: «Простите, но в схеме, описанной в условии, нет активного сопротивления, на котором это тепло могло бы выделяться. Как же так?» Ответ на это возражение следующий: «Сопротивление есть всегда, просто иногда мы им пренебрегаем, схема без активных сопротивлений, например, идеальный колебательный контур — это некоторая идеализация, модель. В задаче о зарядке конденсатора, модель цепи без сопротивления не является законной. К счастью, если считать работу так, как показано в решении, то ответ не зависит от того, есть ли сопротивление».
Важно, что если провести аккуратный расчет в цепи с сопротивлением и посчитать выделившееся на сопротивлении за время зарядки тепло, то оно в точности будет равно 
Так что никаких проблем с законом сохранения энергии нет.
На самом деле, «потеря» половины энергии обусловлена не только выделением Джоулева тепла, но и электромагнитным излучением вследствие ускоренного движения зарядов при зарядке конденсатора.
Если бы цепь состояла из сверхпроводников, половина энергии все равно ушла бы на электромагнитный импульс.
К источнику тока с ЭДС 2 В подключен конденсатор емкостью 1 мкФ. Какое тепло выделится в цепи в процессе зарядки конденсатора? (Ответ дайте в микроджоулях.) Эффектами излучения пренебречь.
Определим, до какого заряда зарядится конденсатор: Работа источника заключается в переносе заряда с одной пластины конденсатора на другую и, следовательно, равна следующей величине: 
Энергия электрического поля в конденсаторе равна Работа источника идет на энергию конденсатора и на выделения тепла в процессе зарядки 
значит
Сначала меня удивило условие задачи, а потом Ваше решение.
В условии задачи нет ни одного активного элемента, на котором бы могло выделяться тепло. Не указано внутреннее сопротивление источника (по умолчанию им таком случае пренебрегают так же, как и сопротивлением проводов). Ответ при этих условиях однозначен: никакого тепла при этом не выделяется.
Теперь об ошибке в Вашем решении.
Когда Вы подсчитываете работу электростатического поля, совершенную над зарядом, следует писать dA=Udq, где величина U в процессе зарядки меняется по экспоненциальному закону от нуля (конденсатор не заряжен) до ЕДС (конденсатор заряжен полностью). Если Вы проведете интегрирование, то Вы увидите, что работа, совершенная над зарядом будет в точности равны конечной энергии конденсатора. Следовательно, никакой теплоты в этой ситуации выделяться не будет.
Мы довольно долго общаемся, и у меня сложилось впечатление о Вас как о грамотном физике.
Поэтому смею полагать, что Вы переписали и задачу и решение из какого-ибо «решебника», особенно не вдаваясь в содержание.
Юрий, спасибо за лестный отзыв. Я также получаю большое удовольствие от нашего общения.
Чтобы исправить положение, кажется естественным, добавить в цепь некий последовательно соединенный с конденсатор резистор с сопротивлением 
. Тогда действительно, как Вы и говорите, зарядка будет происходить по экспоненте, показатель которой зависит от нашего сопротивления и емкости конденсатора. Если теперь воспользоваться законом Джоуля-Ленца и посчитать, какое тепло выделится на резисторе за бесконечное время, требуемое на зарядку, то окажется, что ответ не зависит от величины сопротивления и равен в точности конечной энергии конденсатора. В сумме с энергией конденсатора они в точности дадут работу источника. Подобная задача у автора, видимо, возникла именно из такого рассмотрения: «Раз ответ не зависит от сопротивления, то зачем его указывать!». Также в условии нет указания на то, что нужно считать сопротивление проводов нулевым. Вот этим мне данная задача и нравится. Так что уж лучше исправлять все другие задачи, и добавлять там текст про нулевое сопротивление, чем что-то менять здесь.
Значит тепло будет выделяться и на сверхпроводящих проводах?! А ведь сверхпроводник это не абстракция, а физическая реальность.
Как бы Вам не нравились подобные задачи, Вы не имеете права по крайней мере помещать их в раздел, ЭЛЕКТРОСТАТИКА, а раздела РЕЛАКСАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ в школьной физике нет.
Очень загадочно заучит Ваше утверждение: «Она заключается в переносе заряда с одной обкладки конденсатора на другую, при этом разность потенциалов, создаваемая конденсатором постоянна и не меняется со временем, а потому работа источника равна «. Ну как же не меняется, если сначала она была равна нулю, а уж потом. А вот, когда она станет равной ЭДС, зарядка прекратится.
Все задачи, связанные с процессами зарядки, разрядки и т.д. Из раздела «Электростатика» следует исключить. В школьной физике для них нет соответствующего раздела.
Работа источника заключается в переносе заряда с одного контакта источника на другой контакт. Источник увеличивает энергию зарядов. Разность потенциалов между контактами идеального источника (без внутреннего сопротивления) постоянна и равна ЭДС. Поэтому я в полном праве писать указанную выше формулу.
Я обычно при работе со школьниками использую аналогию между распределением потенциалов вдоль цепи и потенциальной энергией при подъеме в гору. ЭДС совершает здесь работу аналогичную работе фуникулера. Источник запасает энергию, и она тратится человеком пока он спускается с горы.
Что касается сверхпроводников, то я где-то тут уже написал ответ на схожий комментарий. Если у Вас сверхпроводящая цепь, то зарядка идет мгновенно, а значит, бесконечная производная заряда. Следовательно, пренебрегать излучением нельзя. В любом случае, закон сохранения энергии работать должен, а школьники его знают.