Консультации и решение задач по физике.
[администратор рассылки: Гордиенко Андрей Владимирович (Профессионал)]
Лучшие эксперты в этом разделе
| Алексеев Владимир Николаевич Статус: Мастер-Эксперт Рейтинг: 1258 |
Коцюрбенко Алексей Владимирович Статус: Модератор Рейтинг: 1209 |
Gluck Статус: 8-й класс Рейтинг: 698 |
| Перейти к консультации №: |
Здравствуйте! У меня возникли сложности с такими вопросами:
69. Емкость батареи конденсаторов, образованной двумя последовательно соединенными конденсаторами, С = 100 пФ, а заряд Q = 20 нКл. определите емкость второго конденсатора, если С1 = 200 пФ.
92. Электромотор имеет омическое сопротивление R = 2 Ом и приводится в движение от сети напряжением U = 110 В. Сила тока, проходящего через мотор при его работе, I = 10 А. Какую мощность потребляет этот мотор? Какая часть этой мощности превращается в механическую работу?
Состояние: Консультация закрыта
Здравствуйте, Посетитель — 368831!
Задача 69.
Так как конденсаторы соединены последовательно, емкость батареи равна:
1/С=1/С1+1/С2
Следовательно, искомая емкость равна:
С2=С*С1/(С1 — С)
Вычислим искомую величину (переводить в СИ не имеет смысла):
С2=100*200/(200 — 100)=200 (пФ)
Величина заряда избыточна.
Будут вопросы обращайтесь в минифорум.
Удачи 
0 
Отправлять сообщения
модераторам могут
только участники портала.
ВОЙТИ НА ПОРТАЛ »
регистрация »
61. Разность потенциалов между точками А и В U = 9 В. Емкость конденсаторов соответственно равна C1 = 3 мкФ и С2 = 6 мкФ. Определить: 1) заряды Q1 и Q2; 2) разность потенциалов U1 и U2 на обкладках каждого конденсатора.
62. Емкость батареи конденсаторов, образованной двумя последовательно соединенными конденсаторами, C = 100 пФ, а заряд Q = 20 нКл. Определить емкость второго конденсатора, а так же разность потенциалов на обкладках каждого конденсатора, если C1 = 200 пФ.
63. Определить емкость С батареи конденсаторов, изображенной на рисунке. Емкость каждого конденсатора C1 = 1 мкФ.
64. Уединенная металлическая сфера электроемкостью C = 4 пФ заряжена до потенциала φ = 1 кВ. Определить энергию поля, заключенную в сферическом слое между сферой и концентрической с ней сферической поверхностью, радиус которой в 4 раза больше радиуса уединенной сферы.
65. Две концентрические проводящие сферы радиусами R1 = 20 см и R2 = 50 см заряжены соответственно одинаковыми зарядами Q = 100 нКл. Определить энергию электростатического поля, заключенного между этими сферами.
66. Сплошной эбонитовый шар (ε = 3) радиусом R = 5 см заряжен равномерно с объемной плотностью ρ = 10 нКл/м3. Определить энергию электростатического поля, заключенную внутри шара.
67. Сплошной шар из диэлектрика радиусом R = 5 см заряжен равномерно с объемной плотностью ρ = 10 нКл/м 3 . Определите энер электростатического поля, заключенную в окружающем шар пространстве.
68. Шар, погруженный в масло (ε = 2,2), имеет поверхностную плотность заряда σ = 1 мкКл/м 2 и потенциал φ = 500 В. Определить: 1) радиус шара; 2) заряд шара; 3) емкость шара; 4) энергию шара.
69. В однородное электростатическое поле напряженностью Е = 700 В/м перпендикулярно полю поместили стеклянную пластинку (ε = 7) толщиной d = 1,5 мм и площадью 200 см 2 . Определить: 1) поверхностную плотность связанных зарядов на стекле; 2) энергию электростатического поля, сосредоточенную в пластине.
70. Плоский воздушный конденсатор емкостью С = 10 пФ заряжен до разности потенциалов U1 = 500 В. После отключения конден от источника напряжения расстояние между пластинами конденсатора было увеличено в 3 раза. Определите: 1) разность потенциалов на обкладках конденсатора после их раздвижения; 2) работу внешних сил по раздвижению пластин.
71. К пластинам плоского воздушного конденсатора приложена разность потенциалов U1 = 500 В. Площадь пластин S = 200 см 2 , расстояние между ними d1 = 1,5 мм. Пластины раздвинули до расстояния d2 = 15 мм. Найти энергию W1 и W2 конденсатора до и после раздвижения пластин, если источник напряжения перед раздвижением: 1) отключался; 2) не отключался.
72. Разность потенциалов между пластинами плоского конденсатора U = 100 В. Площадь каждой пластины S = 200 см 2 , расстояние между пластинами d = 0,5 мм, пространство между ними заполнено парафином (ε = 2). Определить силу притяжения пластин друг к другу.
73. Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено слюдой (ε = 7). Площадь пластин конденсатора составляет 50 см 2 . Определить поверхностную плотность связанных зарядов на слюде, если пластины конденсатора притягивают друг друга с силой 1 мН.
74. Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено стеклом (ε = 7). Когда конденсатор присоединили к источнику напряжения, давление пластин на стекло оказалось равным 1 Па. Определить: 1) поверхностную плотность зарядов на пластинах конденсатора; 2) электростатическое смещение; 3) напряженность электростатического поля в стекле; 4) поверхностную плотность связанных зарядов на стекле; 5) объемную плотность энергии электростатического поля в стекле.
Ошибка в тексте? Выдели её мышкой и нажми 
Остались рефераты, курсовые, презентации? Поделись с нами — загрузи их здесь!
Для получения большего спектра емкостей конденсаторы часто соединяют между собой, получают, так называемые батареи конденсаторов. Соединение при этом может быть параллельным, последовательным или комбинированным (смешанным). Рассмотрим случай с двумя конденсаторами.
Последовательное соединение конденсаторов
Последовательное соединение конденсаторов показано на рис. 1
Здесь (рис.1) обкладка одного конденсатора, имеющая отрицательный заряд соединяется с положительной обкладкой следующего конденсатора. При последовательном соединении средние пластины конденсаторов электризуются через влияние, следовательно, их заряды по величине равны и противоположны по знаку. Заряды на этих конденсаторах одинаковы. При этом соединении разности потенциалов складываются:
Получаем, что при последовательном соединении конденсаторов емкость соединения находят как:
Обобщив формулу (3) для N конденсаторов, получаем:
где 
– электрическая емкость i-го конденсатора.
Последовательное соединение конденсаторов используют тогда, когда для избегания пробоя конденсатора необходимо разность потенциалов распределить между несколькими конденсаторами.
Параллельное соединение конденсаторов
Последовательное соединение конденсаторов показано на рис. 2
При параллельном соединении разности потенциалов между обкладками конденсаторов одинаковы. Суммарный заряд системы равен сумме зарядов на каждом из конденсаторов:
Из сказанного выше получим:
Для батареи из N параллельно соединенных конденсаторов имеем:
Параллельное соединение конденсаторов используют тогда, когда необходимо увеличить емкость конденсатора.
Примеры решения задач
| Задание | Получите формулу для расчета емкости слоистого конденсатора. |
| Решение | Конденсатор, который называют слоистым, состоит из двух параллельных металлических обкладок, разделенных несколькими плоскими слоями разных диэлектриков (рис.3). Обозначим диэлектрические проницаемости слоев диэлектриков как  . Будем считать, что соответствующая толщина слоя диэлектрика при этом:  . |
Допустим, что между слоями диэлектриков вставлены очень тонкие листы из проводника. От такой процедуры заряды на обкладках конденсатора и напряженности полей в солях диэлектриков останутся неизменными. Останутся без изменений разности потенциалов между обкладками, следовательно, не изменится емкость конденсатора. Но, наличие тонких листов проводника превратит слоистый конденсатор в последовательное соединение конденсаторов.
Применим формулы емкости плоского конденсатора:
и расчета емкости батареи последовательно соединенных конденсаторов:
| Задание | Какой будет емкость соединения конденсаторов (рис.4), если батарея составлена из одинаковых конденсаторов, емкость каждого из них равна  Ф. |
Она равна:
Получим, что конденсаторы 
, и соединение 
(которое можно считать одним конденсатором имеющим емкость равную ), соединяют последовательно, следовательно, что суммарная емкость (C) находится как:
По условию задачи емкости конденсаторов равны , значит:
«>
