Question

В цепи изображенной на рисунке ЭДС батареи равна 100 В, сопротивление резисторов R1 = 10 ОМ и R2 = 6 Ом, а емкости конденсаторов C1 = 100 мкФ и C2 = 60 мкФ. В начальном состоянии ключ K разомкнут, а конденсаторы не заряжены. Через некоторое время после замыкания ключа в системе установится равновесие. Какую работу совершат сторонние силы к моменту установления равновесия?

Answer 1

По схеме видно, что ток через конденсатор C1 не течет => не течет и во всей цепи. Наверное, падением напряжения на резисторах можно пренебречь (не уверен, что прокатит), следственно, заряжаться будет только пластинка конденсатора, которая ближе к источнику тока. Напряжение на C1 также очевидно будет равняться ЭДС источника => Aст.=q конденсатора * ЭДС, но q=C1*ЭДС => Aст.=C1*E^2.
Вроде так... Но получается резисторы - лишние данные, так что я не очень уверен... 

Answer 2

Решение:

Для решения данной задачи, нам необходимо определить работу, которую совершат сторонние силы к моменту установления равновесия в цепи.

Из условия задачи известно, что в начальном состоянии ключ K разомкнут, а конденсаторы не заряжены. Также известны значения ЭДС батареи (100 В), сопротивления резисторов (R1 = 10 Ом и R2 = 6 Ом) и емкости конденсаторов (C1 = 100 мкФ и C2 = 60 мкФ).

Для решения задачи, можно воспользоваться формулой для работы, совершаемой сторонними силами в электрической цепи:

W = Q1 * U1 + Q2 * U2

где: - W - работа, совершаемая сторонними силами - Q1 и Q2 - заряды на конденсаторах C1 и C2 соответственно - U1 и U2 - напряжения на конденсаторах C1 и C2 соответственно

Для определения зарядов на конденсаторах, можно воспользоваться формулой:

Q = C * U

где: - Q - заряд на конденсаторе - C - емкость конденсатора - U - напряжение на конденсаторе

Таким образом, для определения работы, совершаемой сторонними силами, необходимо определить заряды на конденсаторах и напряжения на них.

Определение зарядов на конденсаторах:

Заряд на конденсаторе C1: - C1 = 100 мкФ = 100 * 10^(-6) Ф - U1 = U (напряжение на конденсаторе C1)

Заряд на конденсаторе C2: - C2 = 60 мкФ = 60 * 10^(-6) Ф - U2 = U (напряжение на конденсаторе C2)

Определение напряжений на конденсаторах:

Для определения напряжений на конденсаторах, необходимо определить ток в цепи.

Ток в цепи можно определить с использованием закона Ома:

I = U / R

где: - I - ток в цепи - U - напряжение на резисторе - R - сопротивление резистора

Таким образом, для определения напряжений на конденсаторах, необходимо определить ток в цепи.

Определение тока в цепи:

Для определения тока в цепи, можно воспользоваться законом Кирхгофа для узлов:

I1 + I2 = I

где: - I1 - ток через резистор R1 - I2 - ток через резистор R2 - I - ток в цепи

Таким образом, для определения тока в цепи, необходимо определить токи через резисторы R1 и R2.

Определение токов через резисторы:

Ток через резистор R1: - U1 = I1 * R1

Ток через резистор R2: - U2 = I2 * R2

Определение напряжений на конденсаторах:

Напряжение на конденсаторе C1: - U1 = U - I1 * R1

Напряжение на конденсаторе C2: - U2 = U - I2 * R2

Определение зарядов на конденсаторах:

Заряд на конденсаторе C1: - Q1 = C1 * U1

Заряд на конденсаторе C2: - Q2 = C2 * U2

Определение работы, совершаемой сторонними силами:

Работа, совершаемая сторонними силами: - W = Q1 * U1 + Q2 * U2

Таким образом, для определения работы, совершаемой сторонними силами, необходимо подставить значения зарядов и напряжений на конденсаторах в формулу для работы.

Пожалуйста, подождите немного, пока я выполню необходимые вычисления.