Задание EF17511
Конденсатор ёмкостью С = 2 мкФ присоединён к батарее с ЭДС ε = 10 В и внутренним сопротивлением r = 1 Ом. В начальный момент времени ключ К был замкнут (см. рисунок). Какой станет энергия конденсатора через длительное время (не менее 1 с) после размыкания ключа К, если сопротивление резистора R = 10 Ом? Ответ округлите до сотен.
Ответ:
а) 100 нДж
б) 200 нДж
в) 100 мкДж
г) 200 мкДж
📜Теория для решения: Полная цепь
Посмотреть решение
Алгоритм решения
Решение
Запишем исходные данные:
2 мкФ = 2∙10–6 Ф
Запишем закон Ома для полной цепи:
I=εR+r
Энергия конденсатора определяется формулой:
W=CU22
Напряжение внешней цепи связано с ЭЛС источника формулой:
U=ε−Ir
Используя закон Ома для полной цепи, получаем:
U=ε−εrR+r=εR+εr−εrR+r=εRR+r
Тогда энергия конденсатора через длительное время станет равной:
W=12C(εRR+r)2
Округлим ответ до сотен и получим 100 мкДж.
Ответ: в
Проше прощения, по условию вас спрашивают энергию после размыкания ключа К. В таком случае внешнее сопротивление будет равно нулю. По закону Ома для полной цепи напряжение в таком случае будет равно ЭДС, конденсатор через долгое время будет заряжен до 10В. Таким образом энергия электрического поля конденсатора будет равна W=CU^2/2=2*10^(-6)*10^2/2=10^-4 Дж.