Источник постоянного напряжения с ЭДС 100 В подключен через резистор к конденсатору, расстояние между пластинами которого можно изменять (см. рис.). Пластины раздвинули, совершив при этом работу 90 мкДж против сил притяжения пластин. На какую величину изменилась емкость конденсатора, если за время движения пластин на резисторе выделилось количество теплоты 40 мкДж? Потерями на излучение пренебречь.
Закон сохранения энергии: где
и
— энергия электрического поля конденсатора соответственно в начале и конце процесса;
— работа источника тока; A — работа, совершенная против сил притяжения пластин; Q — количество теплоты, выделившееся на резисторе. При этом:
где — изменение емкости конденсатора.
Из этих уравнений получаем
Отсюда
Ответ:


Почему при расчете энергии на конденсаторе используется ЭДС источника.? Ведь есть потеря напряжения на резисторе?
Добрый день!
В стационарной ситуации, когда конденсатор полностью заряжен, тока в цепи нет, поэтому того падения напряжения на резисторе, про которое Вы говорите, нет.
В процессе зарядки напряжение на конденсаторе, естественное, меньше. В сумме с падением напряжения на резисторе они дают ЭДС. ПО мере зарядки конденсатора, напряжение на нем растет, а на резисторе - падает, при этом ток зарядки постепенно сходит на нет.
Добрейший вечерочек! В формуле для расчёта работы батареи вы должны получить отрицательное значение, так как емкость конденсатора после раздвижения пластин уменьшилась. Следовательно, получается, что Q+(1/2)*E^2*dC=A (согласно вашей логике), и ответ получается положительный. Будьте добры, исправьте формулу для нахождения работы батареи, тогда ваше решение не будет противоречить формулам. Спасибо.
Работа источника питания в данном процессе отрицательна.