38. Электроемкость. Конденсаторы

923. Конденсатор подключен к аккумулятору через бал­листический гальванометр. (Баллистический гальвано­метр — чувствительный электроизмерительный прибор, ре­гистрирующий кратковременные импульсы тока.) Что пока­жет гальванометр: а) в момент включения аккумулятора; б) через некоторое время после включения, если раздви­нуть пластины конденсатора?

924. Плоский конденсатор, размеры которого велики по сравнению с расстоянием между его обкладками, присоеди­нен к источнику постоянного тока. Будут ли меняться заряд конденсатора, напряжение на нем и напряженность элект­рического поля между обклад­ками конденсатора, если за­полнить пространство между ними диэлектриком?

925. Между пластинами плоского конденсатора вводят диэлектрическую пластину (рис. 130). Как изменятся за­ряд, напряжение между об­кладками конденсатора и его

энергия (конденсатор все время остается подсоединенным к источнику)?

926. Какова электроемкость керамического конденса­тора с площадью пластин 1 см², расстоянием между ними 0,1 мм и диэлектрической проницаемостью 10 000?

927. Какова электроемкость плоского конденсатора, у которого пластины имеют длину 1 м, ширину 10 см, а рас­стояние между пластинами равно 0,1 мм? Диэлектрическая проницаемость равна 3. Увеличится ли электроемкость кон­денсатора, если это длинное сооружение превратить в четырехслойный бутерброд: диэлектрическая пленка, провод­ник, диэлектрическая пленка, проводник, а затем свернуть его в цилиндр диаметром несколько сантиметров?

928. Конденсатор, состоящий из двух пластин, имеет электроемкость 5 пФ. Какой заряд находится на каждой из его обкладок, если разность потенциалов между ними 1000 В?

929. Расстояние между пластинами квадратного плос­кого конденсатора со стороной 10 см равно 1 мм. Какова разность потенциалов между пластинами, если заряд кон­денсатора равен 1 нКл?

930. Квадратному плоскому конденсатору со стороной 10 см сообщен заряд 1 нКл. Какова напряженность поля в центре конденсатора? Какая сила действует на заряд 100 нКл, расположенный в конденсаторе? Как зависит эта сила от расположения пробного заряда?

931. Плоский конденсатор с размером пластин 25 X X 25 см и расстоянием между ними 0,5 мм заряжен от ис­точника напряжения до разности потенциалов 10 В и от­ключен от источника. Какой будет разность потенциалов, если пластины конденсатора раздвинуть на расстояние 5 мм?

932. Плоский конденсатор зарядили при помощи источ­ника напряжением 200 В. Затем конденсатор был отключен от источника. Каким станет напряжение между пластина­ми, если расстояние между ними увеличить от первоначаль­ного 0,2 мм до 0,7 мм, а пространство между пластинами заполнить слюдой?

933. Имеются два конденсатора электроемкостью 1 мкФ и 2 мкФ. Какова электроемкость последовательно и парал­лельно соединенных конденсаторов?

934. Имеются три различных конденсатора. Электроем­кость одного из них 2 мкФ. Когда все три конденсатора со­единены последовательно, электроемкость соединения рав­на 1 мкФ. Когда конденсаторы соединены параллельно, то электроемкость цепи 11 мкФ. Определите элек­троемкости двух неизвест­ных конденсаторов.

935. Четыре конден­сатора электроемкостью 3 мкФ, 5 мкФ, 6 мкФ и 5 мкФ соединены по схеме, изображенной на рисун­ке 131. Вычислите элект­роемкость батареи конденсаторов,

936. Какой заряд нужно сообщить двум параллельно соединенным конденсаторам, чтобы зарядить их до разно­сти потенциалов 20 000 В, если электроемкости конденсато­ров равны 2000 пФ и 1000 пФ?

937. Электрическая схема, состоящая из двух последо­вательно соединенных конденсаторов электроемкостью 1 мкФ и 3 мкФ, присоединена к источнику постоянного на­пряжения 220 В. Определите напряжение на каждом кон­денсаторе.

938. На два конденсатора электроемкостью 1 мкФ и 2 мкФ, соединенные последовательно, подано напряжение 900 В. Возможна ли работа схемы при указанных условиях, если напряжение пробоя конденсаторов 550 В?

939. Три последовательно соединенных конденсатора присоединены к источнику напряжения 32 В. Электроемко­сти конденсаторов равны соответственно 0,1; 0,25 и 0,5 мкФ. Определите напряжения на каждом конденсаторе.

940. Конденсаторы электроемкостью 1 мкФ и 2 мкФ за­ряжены до разности потенциалов 20 В и 50 В соответствен­но. После зарядки конденсаторы соединены одноименными полюсами. Определите разность потенциалов между об­кладками конденсаторов после их соединения.

941. Конденсатор электроемкостью 20 мкФ, заряженный до разности потенциалов 100 В, соединили параллельно с заряженным до разности потенциалов 40 В другим кон­денсатором, электроемкость которого неизвестна. Опреде­лите электроемкость второго конденсатора, если после со­единения одноименно заряженных обкладок конденсаторов напряжение между ними оказалось равным 80 В.

942. Конденсатор электроемкостью 4 мкФ заряжен до напряжения 10 В. Какой заряд будет на обкладках этого конденсатора, если к нему подключить другой конденсатор электроемкостью 6 мкФ, заряженный до напряжения 20 В? Соединены обкладки, имеющие разноименные заряды.

943. Имеются три конденсатора. Электроемкость одного них 3 мкФ. Когда конденсаторы соединены последовательно, то электроемкость соединения равна 0,75 мкФ, а падение напряжения на первом (известной электроемкости)

равно 20 В. При параллельном соединении конденсаторов -электроемкость цепи равна 7 мкФ. Определите неизвестные электроемкости и напряжения на них при последователь­ном соединении.

944. Найдите заряд на каждом из конденсаторов С1, С2, СЗ, схема соединения которых дана на рисунке 132. ЭДС

батареи равна E.

945. Четыре конденсатора соединены между собой так, как показано на рисунке 133. Полюсы источника тока мож-

но присоединить либо к клеммам А и В, либо к клеммам С и Д. Электроемкости конденсаторов имеют значения у — 2 мкФ и С₂ = 5 мкФ. Найдите электроемкости С_х и С_у, при которых заряды на обкладках всех конденсаторов бу-дут равны между собой независимо от того, каким из двух указанных способов будет включен источник тока.

946. Найдите разность потенциалов между точками "fa и в в схеме, изображенной на рисунке 134.

947. Пластины плоского конденсатора присоединены к батарее напряжением 600 В. Какой ток будет проходить по проводам, если начать сдвигать одну пластину вдоль Другой со скоростью v = 6 см/с? Пластины конденсатора квадратные, площадью 100 см², расстояние между пластинами 0,1 см остается постоянным во время движения (рис. 135).

948. Конденсатору электроемкостью 2 мкФ сообщен за 10^-3 Кл. Обкладки конденсатора соединили проводни­ком. Найдите количество теплоты, выделившейся в проводнике при разрядке конденсатора, и разность потенциалов между обкладками до и после разрядки.

949. Конденсатор электроемкостью 10 мкФ, заряженный до напряжения 1000 В и отключенный от источника напря­жения, замыкается на электрическую лампочку. Какая энергия выделится в лампочке?

950. Чему равна энергия, перешедшая во внутреннюю, при соединении конденсаторов электроемкостью 2 мкФ и 0,5 мкФ, заряженных до напряжений 100 В и 50 В соот­ветственно, одноименно заряженными обкладками?

951. При разрядке батареи, состоящей из 20 параллель­но включенных одинаковых конденсаторов, выделилось ко­личество теплоты 10 Дж. Электроемкость каждого кон­денсатора равна 4 мкФ. Определите, до какой разности по­тенциалов были заряжены конденсаторы.

952. Конденсатор, присоединенный к батарее напряже­нием 2000 В проводами сопротивлением 100

Ом, имеет пер­воначальную электроемкость 2 мкФ. Затем электроемкость

равномерно увеличивают в те­чение 10 с до 10 мкФ. Какая энергия выделяется при этом в виде тепла в проводящих проводах?

953. Плоский воздушный конденсатор с расстоянием между пластинами 5 см и площадью каждой пластины 500 см² присоединен к бата­рее аккумуляторов с ЭДС 2000 В. В зазор между пла­стинами вводится параллельно им металлическая плита толщиной 1 см. Какую энергию затрачивает при этом бата­рея?

954. Конденсатор переменной электроемкостью состоит из двух параллельных металлических пластин в форме по­лукруга радиусом R, отстоящих на расстоянии d друг от друга (рис. 136). На конденсатор подали напряжение U. Какую работу надо совершить, чтобы повернуть пластины относительно друг друга на угол : а) не отключая конден­сатор от источника; б) отключив от источника?

постоянный ток