Пример решения задачи
Задача: Два конденсатора с ёмкостями С1 = 2 мкФ и С2 =4 мкФ соединены последовательно и подключены к источнику постоянного напряжения 120 В. Определить напряжение на каждом конденсаторе.
При последовательном соединении конденсаторов общее напряжение равно сумме напряжений на каждом конденсаторе: U = U1+U2 . |
ано:
СИ С1
С2
С1 =2 мкФ 2·10-5 Ф
С2 =4 мкФ 4·10-5 Ф
U = 120 В
U1 – ?
U2 – ? U
Заряд на обкладках конденсатора один и тот же:
q1 = q2 = q.
Ёмкость системы конденсаторов при последовательном соединении определяется из формулы:
1/С = 1/С1+1/С2.
Ёмкость конденсатора по определению: С = q/U.
q = C·U; q = C1·U1, q = C2·U2; C1·U1= C2·U2;
U2 = U –·U1; C1·U1 = C2·(U – U1) = C2·U – C2·U1;
C1·U1 + C2·U1 = C2·U; U1·(C1 + C2) = C2·U;
U1·= C2·U/(C1 + C2).
Проверим размерность: В = Ф·В/Ф = В.
Подставим численные значения:
U1 =4·10-6·120/(2·10-6 + 4·10-6) = 80 (В)
U2 = 120 – 80 = 40 (В).
Ответ: 80 В и 40 В.
Список рекомендуемой литературы
Трофимова Т.И. Курс физики. – М.: ВШ, 2000. – 480 с. (50)
Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики. – М.: Наука, 2002. –351 с. (130)
Чертов А.Г. и др. Задачник по физике. – М.: ВШ, 1973. – 512 с. (65)
Примечание: В скобках указано количество экземпляров, имеющихся в библиотеке Курского государственного университета.
Приложение
1. Множители для образования десятичных кратных и дольных единиц
Наименование |
Множитель |
Русское обозначение |
Международное обозначение |
экса |
1018 |
Э |
Е |
гета |
1015 |
П |
Р |
тера |
1012 |
Т |
Т |
гига |
109 |
Г |
G |
мега |
106 |
М |
М |
кило |
103 |
к |
k |
гекто |
102 |
г |
h |
дека |
10 |
да |
da |
деци |
10-1 |
д |
d |
санти |
10-2 |
с |
с |
милли |
10-3 |
м |
m |
микро |
10-6 |
мк |
|
нано |
10-9 |
н |
n |
пико |
10-12 |
п |
р |
фемто |
10-15 |
ф |
f |
атто |
10-18 |
а |
a |
2. Фундаментальные физические константы
Абсолютный 0 температуры |
t = –273,15 °С |
Атомная единица массы |
1 а.е.м. = 1,660565510-27 кг |
Гравитационная постоянная |
G = 6,67210-11 Нм2/кг2 |
Комптоновская длина волны электрона |
с = 2,4310-12м |
Магнитная постоянная |
µ0 = 12,566370614410-7 Гн/м |
Магнитный момент протона |
µР = 1,410617110-26 Дж/Тл |
Магнитный момент электрона |
е = 9,2848310-24 Дж/Тл |
Масса -частицы |
m = 6,64410-27 кг |
Масса покоя нейтрона |
mn = 1,674954310-27 кг |
Масса покоя протона |
mP = 1,672648510-27 кг |
Масса покоя электрона |
me = 9,10953410-31 кг |
Универсальная молярная газовая постоянная |
R = 8,31441 Дж/(мольК) |
Молярный объем идеального газа при нормальных условиях |
V0 = 22,4138310-3 м3/моль |
Ускорение свободного падения |
g = 9,81 м/с2 |
Нормальные условия: атмосферное давление температура |
Р0 = 101325 Н/м2 Т = 273 К |
Постоянная Авогадро |
NA= 6,0220451023 моль-1 |
Постоянная Больцмана |
k = 1,38066210-23 Дж/К |
Постоянная смещения Вина |
b = 2,9010-3 мК |
Постоянная Планка |
h = 6,62617610-34 Джс |
Постоянная Стефана - Больцмана |
= 5,6710-8 Вт/(м2К4) |
Постоянная Фарадея |
F = 96,48456103 Кл/моль |
Скорость света в вакууме |
с = 2,99792458108 м/с |
Элементарный заряд электрона |
е = 1,602189210-19 Кл |
Заряд -частицы |
q = 2e = 3,20410-19Кл |