Question

Как изменится напряжение заряженного и отключенного от источника конденсатора емклстью С, если к нему подклюсить другой незаряженный конденсатор емеостью 2С? Почему неважно, как подключить второй конденсатор?

Answer 1

Если соединить между собой 2 конденсатора, то получим их параллельное соединение. Ёмкость их равна С + 2С = 3С.

Из формулы С = q/U получаем значение напряжения U =q/C.

Ответ: U2 = q/(3C) = U1/3. Напряжение уменьшится в 3 раза.

Answer 2

Если к заряженному и отключенному от источника конденсатору емкостью C подключить другой незаряженный конденсатор емкостью 2C, то напряжение на первом конденсаторе изменится.

Для понимания этого процесса, давайте рассмотрим, что происходит при подключении второго конденсатора:

1. Подключение второго конденсатора: Когда второй конденсатор с емкостью 2C подключается к первому конденсатору C, они начинают образовывать параллельное соединение. В результате, заряд начнет распределяться между обоими конденсаторами.

2. Распределение заряда: Первый конденсатор, который изначально имел заряд Q, поделится своим зарядом с вторым конденсатором. Обозначим заряд на первом конденсаторе после подключения второго за Q1, а заряд на втором конденсаторе за Q2.

Заряд Q, который изначально был на первом конденсаторе, распределится между ним и вторым конденсатором пропорционально их емкостям:

Q1 = Q * (C / (C + 2C)) = Q * (C / 3C) = Q/3 Q2 = Q * (2C / (C + 2C)) = Q * (2C / 3C) = 2Q/3

3. Новое напряжение: Напряжение на конденсаторе определяется по формуле U = Q / C, где U - напряжение, Q - заряд, C - емкость. Подставляя значения, полученные в предыдущем пункте:

U1 (новое напряжение на первом конденсаторе) = Q1 / C = (Q/3) / C = Q / (3C) U2 (новое напряжение на втором конденсаторе) = Q2 / (2C) = (2Q/3) / (2C) = Q / (3C)

Таким образом, после подключения второго конденсатора, напряжение на каждом из них уменьшится втрое.

Почему неважно, как подключить второй конденсатор? Независимо от того, как подключен второй конденсатор (плюс ко плюсу или плюс к минусу), распределение заряда и напряжение на каждом из конденсаторов останется одинаковым. Это связано с тем, что заряды и напряжение в параллельном соединении распределяются одинаково независимо от положения выводов. Поэтому, подключение второго конденсатора не влияет на то, как распределится заряд и какое будет напряжение на обоих конденсаторах.