Question

Конденсаторы с емкостями 2,5•10-6ф, 4•10-6ф и 9•10-6ф соединили последовательно и присоединили к источнику постоянного тока. при этом оказалось, что напряжение на первом конденсаторе стало равным 100 в. а) какова энергия всей батареи конденсаторов? б) на сколько изменилась энергия батареи после того, как источник питания был отключен, а расстояние между пластинами второго конденсатора увеличили в 1,5 раза?

Answer 1

Найдем общую емкость конденсаторной батареи.$C(0)=( \frac{1}{C1}+ \frac{1}{C2}+ \frac{1}{C3} )^{-1}$; Cобщ=1.3138*10^-6 Ф; Заряды распределяются между конденсаторами одинаково, поэтому q1=q2=q3;C=q/U; q=CU;q=2.5*10^-6*100 В=2.5*10^-4 Кл; Найдем общее напряжение конденсаторной батареи. U=U1+U2+U3; U=q/C; U=100+(2.5*10^-4)/4*10^-6+(2.5*10^-4)/9*10^-6=190,27 В; Найдем энергию всех конденсаторов; E=$\frac{C(0)*U^2}{2}$; E=0.023 Дж= 23*10^-3 Дж= 23 мДж
При увеличении расстояния между пластинами 2 конденсатора его емкость уменьшится в 1.5 раза, т.к. емкость конденсатора $C= \frac{E*E0*S}{d}$, где S- площадь обкладок, а d- расстояние между обкладками. Найдем общую емкость после увеличения расстояния обкладок 2 конденсатора $C(0)1=( \frac{1}{C1}+ \frac{1}{C2/1.5}+ \frac{1}{C3} )^{-1}$ Cобщ1=1.13*10^-6 Ф; $dE= \frac{C*U^2}{2}- \frac{C1*U^2}{2}$; dE=2.55*10^-3; 
ответ:а) 23 мДж
           б) 2.5 мДж
Вроде так