СДАМ ГИА: РЕШУ ЕГЭ
Образовательный портал для подготовки к экзаменам
Физика
≡ физика
сайты - меню - вход - новости


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание 14 № 2441

Конденсатор электроемкостью 0,5 Ф был заряжен до напряжения 4 В. Затем к нему подключили параллельно незаряженный конденсатор электроемкостью 0,5 Ф. Какова энергия системы из двух конденсаторов после их соединения? (Ответ дать в джоулях.)

Решение.

Заряд первого конденсатора был равен После подсоединения к нему незаряженного конденсатора с такой же емкостью, заряд перераспределится и поделится между ними поровну (напряжения на них должны совпадать, поскольку они подключены параллельно).

Следовательно, энергия системы из двух конденсаторов после их соединения равна

 

 

Ответ: 2.

Спрятать решение · · Видеокурс ·
Гость 03.06.2012 19:27

а почему нельзя использовать формулу

uq/2 ?

Алексей (Санкт-Петербург)

Добрый день!

Можно и эту, но Вам все равно придется искать напряжение на конденсаторах по формуле .

В итоге, получится: .

Обратите внимание, что энергия двух конденсаторов после их соединения не равна начальной энергии первого конденсатора. Часть энергии выделяется как тепло на соединительных проводах в процессе перезарядки.

Юрий Шойтов (Курск) 03.11.2012 12:31

А, если провода будут сверхпроводящими, то куда же денется энергия?!

В свою очередь обращаю внимание на то, что задачи на зарядку, разрядку, перезарядку и так далее относятся не к ЭЛЕКТРОСТАТИКЕ, которая изучается в школе, а к разделу РЕЛАКСАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ, который в школе не изучается и, следовательно, им не место контрольных материалах.

Решать их по формулам электростатики не корректно, а требовать от школьника рассуждений, связанных динамикой зарядки, абсурдно.

Алексей (Санкт-Петербург)

Добрый день!

В данной задаче просят найти энергию системы, после того, как все процессы перезарядки закончатся, когда вновь будет простая электростатическая задача. Так что я не очень понимаю, чем эта задача Вас не устраивает. В более сложных модификациях она встречается и в школьных олимпиадах, так что, на мой взгляд, школьникам полезно в этом разобраться уже сейчас.

Что касается, релаксационных процессов. Если соединить конденсаторы проводами с сопротивлениями и и по-честному найти зависимость тока от времени, после чего из закона Джоуля-Ленца определить выделившееся тепло, то как раз выделится . Если же Вы все-таки хотите соединить конденсаторы сверхпроводниками, то, насколько я понимаю, у вас получится бесконечная производная от заряда, а значит, станут значительными эффекты излучения, туда и уйдет избыток энергии.