Два одинаковых воздушных конденсатора емкостью С = 1 нФ заряжены до напряжения U = 900 В. Один из конденсаторов погружается

		Физика
		Решение задачи
		18 февраля 2021
		Выполнен, номер заказа №16506
		Прошла проверку преподавателем МГУ
		245 руб.

Два одинаковых воздушных конденсатора емкостью С = 1 нФ заряжены до напряжения U = 900 В. Один из конденсаторов погружается в заряженном состоянии в керосин, после чего конденсаторы соединяются параллельно. Определить работу А происходящего при этом разряда. Диэлектрическая проницаемость керосина 𝜀 = 2.

Решение:

Работа разряда совершается за счет убыли энергии системы  конденсаторов. Выразим эту энергию до соединения конденсаторов. Энергия воздушного конденсатора  При помещении заряженного конденсатора в керосин (отсоединенного предварительно от источника питания) заряд его остается неизменным, а емкость возрастает в  раз. Тогда его энергия равна . При погружении в керосин энергия конденсатора уменьшилась в  раз. Общая энергия конденсаторов до соединения:  . При погружении конденсатора в керосин уменьшилась не только энергия, но и в  раз уменьшилось напряжение на его обкладках. Поэтому при параллельном соединении конденсаторов заряд перетекает от воздушного конденсатора к конденсатору в керосине до тех пор, пока напряжения между обкладками не выровняются. Общий заряд конденсаторов остается при этом неизменным. Поскольку емкость образовавшейся батареи равна сумме емкостей конденсаторов, то батарея обладает запасом энергии . При разряде, первоначальная, энергия убывает, превращаясь в работу разряда: . Вычисления: Ответ: