11. Конденсатор в электрической цепи. Последовательное и параллельное соединение. Решение задач ЕГЭ. Часть 2. Тайм-коды в описании

• Конденсаторы можно включать в электрическую цепь последовательно или параллельно.  

• Последовательное соединение: обкладки конденсаторов соединены последовательно.  

• При последовательном соединении заряд на обкладках конденсаторов одинаков.  

• Общее напряжение при последовательном соединении равно сумме напряжений на каждом конденсаторе.  

• Общая емкость при последовательном соединении равна произведению емкостей конденсаторов, деленному на их сумму.  

• При параллельном соединении обкладки конденсаторов соединены параллельно.  

• Заряд на обкладках разный, напряжение одинаковое.  

• Общая емкость при параллельном соединении равна сумме емкостей конденсаторов.  

• Задача: определить энергию конденсатора второго при подключении к источнику постоянного тока.  

• Схема: четыре конденсатора соединены последовательно и параллельно, подключены к источнику с ЭДС и внутренним сопротивлением.  

• Энергия конденсатора определяется как произведение емкости на напряжение между обкладками, деленное на два.  

• Напряжение на каждом конденсаторе распределяется от источника.  

• Система из конденсаторов C1 и C3 соединена параллельно.  

• Емкость системы C1 и C3 равна 6C.  

• Система C2 и C4 соединена последовательно.  

• Общая емкость системы равна 2C.  

• Заряд на системе C2 и C4 постоянен.  

• Общий заряд системы равен заряду на C1 и C3.  

• Напряжение на системе равно напряжению на источнике ЭДС.  

• Заряд на C2 и C4 равен общему заряду, деленному на общую емкость.  

• Энергия второго конденсатора равна половине емкости на напряжение в квадрате.  

• Энергия равна 2/9C ЭДС в квадрате.  

• Два конденсатора соединены параллельно и заряжены до напряжения U.  

• Пространство между обкладками заполнено диэлектриком с проницаемостью ε.  

• После отключения от источника диэлектрик вытекает из правого конденсатора.  

• В начальный момент напряжение на обкладках равно U.  

• Общий заряд при параллельном соединении равен 3C U.  

• После отключения источника заряд перераспределяется между конденсаторами.  

• Емкость второго конденсатора уменьшается в ε раз.  

• Емкость второго конденсатора в конечном состоянии равна C2/ε.  

• Рассматривается заряд на конденсаторе после вытекания диэлектрика.  

• Используется закон сохранения зарядов для расчета общего заряда.  

• Преобразуется выражение для общего заряда, чтобы избавиться от константы.  

• Задача решена в общем виде без численных значений.  

• Переходим к следующей задаче.  

• Конденсатор емкостью 1 мкФ заряжен до 300 В и включен в последовательную цепь.  

• Схема содержит два конденсатора и резистор.  

• Нужно найти количество теплоты, выделившееся в цепи после замыкания ключа.  

• Энергия первого конденсатора известна, энергия второго конденсатора равна нулю.  

• При замыкании ключа энергия первого конденсатора перераспределяется на два элемента.  

• Используется закон сохранения энергии для электрических цепей.  

• Энергия системы определяется как сумма энергий двух конденсаторов.  

• Общая емкость системы равна сумме емкостей конденсаторов.  

• Общий заряд системы равен заряду первого конденсатора.  

• Подставляются выражения для энергии системы и общего заряда.  

• Преобразуется формула для определения количества теплоты.  

• Подставляются численные значения и вычисляется количество теплоты в мили джоулях.