Тема . Электродинамика. Электричество и цепи

.11 Переходные процессы в RC-цепях. Ток через конденсатор

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела электродинамика. электричество и цепи
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#50047

В схеме, показанной на рисунке, все элементы можно считать идеальными, известные параметры элементов указаны на рисунке, неизвестная ЭДС больше ℰ     . Ключ замыкают и дожидаются установления стационарного режима. Затем ключ размыкают, после чего в схеме выделяется количество теплоты, равное 1
--C ℰ 2
72   .
1) Какое количество теплоты выделилось в резисторе 4R  после размыкания ключа?
2) Найдите силу тока, протекавшего в схеме в стационарном режиме.
(«Физтех», 2013)

PIC

Источники: Физтех, 2013

Показать ответ и решение

1) Общее количество теплоты будет выделяться на резисторах 4R  и R  , при этом она выделяется прямо пропорционально сопротивлению, поскольку резисторы соединены последовательно, значит, количество теплоты на резисторе 4R  будет равно:

       C ℰ 2   4R      C ℰ 2
Q4R  = -------------=  -----
         72 4R  + R     90

2) Пусть при замкнутом ключе ток в цепи I  , а заряд верхней обкладки конденсатора q1   . Тогда:

    q1
ℰ − -C =  − IR

Отсюда:

q1 = C (ℰ + IR )

После размыкания ключа в установившемся режиме напряжение на конденсаторе: ℰ     , заряд верхней обкладки: C ℰ     . Работа источника:

A  = (C ℰ − q1)ℰ =  − CIR ℰ

Изменение энергии конденсатора:

        C-ℰ-2   -q21              CI2R2--
ΔWC   =   2   − 2C  = − CIR  ℰ −    2

По закону изменения энергии в электрической цепи: A  = ΔW    + Q
         C  , где         2
Q =  Cℰ---
      72  - из условия. С учётом выражений для A  и ΔWC  получаем:

                   ∘ -----
CI2R2--               2Q---  -ℰ-
  2    = Q  ⇒  I =    CR2  = 6R
Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!