Dwa kondensatory szeregowe dzielą napięcie nierówno
Kondensatory 2,0 µF i 3,0 µF połączono szeregowo do 10 V. Węzeł wewnętrzny był obojętny i pozostaje izolowany. Oblicz pojemność zastępczą, wartość ładunku i oba napięcia.
Przeglądaj wiadomości i opracowania według daty publikacji.
Materiały: 1013 · strona 66 z 85.
Kondensatory 2,0 µF i 3,0 µF połączono szeregowo do 10 V. Węzeł wewnętrzny był obojętny i pozostaje izolowany. Oblicz pojemność zastępczą, wartość ładunku i oba napięcia.
Wzory na kondensatory wyglądają odwrotnie niż wzory na oporniki. Zamiast uczyć się ich przez porównanie nazw, ustalmy, co wynika z połączeń: wspólne napięcie czy równe wartości rozdzielonych ładunków.
Napięcie tego samego liniowego kondensatora zwiększono z 3 V do 6 V bez zmiany geometrii. Jak zmienią się ładunek jednej okładki i energia? Czy pojemność wzrośnie?
Odłączony, izolowany kondensator płaski ma początkowo C=2,0 nF i U=4,0 V. Odstęp okładek powoli podwojono, zachowując pole ich powierzchni i pomijając brzegi. Oblicz końcowe C, U i przyrost energii. Pomijamy straty.
Okładki próżniowego kondensatora mają pole 0,020 m² i odstęp 1,0 mm. Pomijamy efekty brzegowe. Dla ε₀=8,85·10⁻¹² F/m oblicz C i ładunek przy napięciu 10 V.
Idealny kondensator ma C=4,0 µF i napięcie 6,0 V. Oblicz wartość ładunku jednej okładki, ładunek całkowity obu okładek oraz energię pola.
Kondensator może mieć całkowity ładunek równy zeru, a mimo to magazynować energię. Na jednej okładce jest wtedy +Q, a na drugiej −Q. O energii decyduje ich rozdzielenie i powstałe pole.
Ładunek +3 nC przesuwa się najpierw o 2,0 cm zgodnie z jednorodnym polem 600 N/C, a następnie o 4,0 cm prostopadle do niego. Oblicz pracę pola na całej trasie i końcową zmianę potencjału.
Dwa punkty mają potencjały −10 V i +5 V. Następnie do obu liczb dodano 100 V, zmieniając umownie zero potencjału. Porównaj zmianę energii potencjalnej ładunku +3 nC przy przejściu między tymi punktami przed zmianą i po niej.
Elektron rozpoczyna ruch z pomijalną energią kinetyczną i dociera pod działaniem samego pola do potencjału wyższego o 12 V. Podaj przyrost energii kinetycznej w eV i J. Przyjmij e=1,60·10⁻¹⁹ C.
Ładunek +2,0 µC przechodzi z punktu o potencjale 50 V do punktu 20 V. Oblicz zmianę energii potencjalnej i pracę pola. Załóż pole elektrostatyczne.
Dodatni ładunek pozostawiony w polu może przemieszczać się ku mniejszemu potencjałowi. Elektron przyspiesza w przeciwną stronę. Nie przeczy to zasadzie zachowania energii: we wzorze na energię występuje także znak ładunku.