Последовательное и параллельное соединение конденсаторов

Цель работы: изучить особенности последовательного и параллельного соединения

конденсаторов

Подготовка к работе:

При последовательном соединении конденсаторов:

Рис.1

1. Заряды, независимо от емкости равны:

, Кл

2. Общее напряжение:

, В

3. Напряжение на каждом конденсаторе:

; ;

4. Эквивалентная емкость находится из формулы

5. Энергия заряженного конденсатора:

, Дж

При параллельном соединении конденсаторов

Рис.2

Общий заряд:

, Кл

1. На всех конденсаторах – одно напряжение:

, В

2. Напряжение на каждом конденсаторе:

; ;

3. Эквивалентная емкость:

5. Энергия заряженного конденсатора:

, Дж

Ход выполнения работы:

Начертить схему и переписать условие задачи.

Выписать из таблицы 1 то, что дано и то, что следует определить.

Решение необходимо выполнять по действиям с нумерацией и краткими пояснениями.

Таблица 1

№ вар

№ рис

С1

С2

С3

U1

U2

U3

Q1

Q2

Q3

Cэкв

U

Q

W

Ф

Ф

Ф

В

В

В

Кл

Кл

Кл

Ф

В

Кл

Дж

6∙10-11

2∙10-11

3∙10-11

1,2∙10-9

5∙10-11

4∙10-11

3∙10-11

2,1∙10-9

1∙10-9

2∙10-9

3∙10-9

2,7∙10-8

1∙10-11

3∙10-11

6∙10-11

5∙10-9

6∙10-11

1,5∙10-11

2∙10-10

1,5∙10-10

6∙10-10

3∙10-11

6∙10-11

1∙10-11

2∙10-11

4∙10-11

1,2∙10-10

8∙10-11

4∙10-11

2∙10-11

1,2∙10-9

7∙10-11

5∙10-11

1∙10-11

5∙10-9

4∙10-9

5∙10-9

6∙10-9

5,4∙10-8

4∙10-11

6∙10-11

8∙10-11

1,295∙10-8

3∙10-11

2∙10-11

1∙10-10

2∙10-10

8∙10-10

5∙10-11

8∙10-11

2∙10-11

1∙10-11

2∙10-11

7∙10-11

1∙10-11

2∙10-11

5∙10-11

1,2∙10-9

8∙10-11

6∙10-11

4∙10-11

8∙10-9

3∙10-9

4,5∙10-9

5∙10-9

6,3∙10-8

9∙10-11

8∙10-11

7∙10-11

4,32∙10-7

4∙10-11

4∙10-11

1,5∙10-10

1∙10-10

4∙10-10

2∙10-11

5∙10-11

1,2∙10-11

5∙10-11

2,5∙10-11

1,5∙10-10

Пример решения задачи:

№ рис

С1

С2

С3

U1

U2

U3

Q1

Q2

Q3

Cэкв

U

Q

W

пФ

пФ

пФ

В

В

В

Кл

Кл

Кл

пФ

В

Кл

Дж

?

?

?

?

1.10-10

?

?

?

?

?

3,5.10-9

Дано: С₁=10 пФ = 10^.10^-12 Ф

U₂ = 40 В

Q₁ = 1^.10^-10 Кл

W = 3,5^.10^-9 Дж

Найти: С₂, С₃, U₁, U₃, Q₂, Q₃, Q, С_экв, U

Решение:

1. При последовательном соединении конденсаторов

2. Найдем общее напряжение из формулы

,

3. Найдем напряжение на первом конденсаторе из формулы

4. При последовательном соединении:

, отсюда .

5.Найдем емкость третьего конденсатора:

6.Найдем емкость второго конденсатора:

7.Эквивалентная емкость:

или

Контрольные вопросы:

1. Что такое конденсатор?

2. От чего зависит емкость плоского конденсатора?

3. Какое соединение называется последовательным, параллельным?

Практическая работа № 3