В электрической цепи, схема которой изображена на рисунке, все конденсаторы имеют одинаковую электроёмкость C = 5 мкФ, а резистор имеет сопротивление R = 200 Ом. Вначале левый конденсатор заряжен до некоторого напряжения U, а все остальные конденсаторы не заряжены. Идеальный амперметр в первый момент после замыкания ключа К показал силу тока I = 1 А. Какая энергия Wк окажется запасённой в левом конденсаторе после того, как показания вольтметра перестанут изменяться?
1. В начальном состоянии напряжение U на левом конденсаторе связано с зарядом q этого конденсатора: а напряжение и заряд на правой части цепи отсутствуют. После замыкания ключа К через амперметр, резистор и конденсаторы потечёт ток. В соответствии с законом Ома для замкнутой цепи сила этого тока в первый момент после замыкания ключа равна
2. При перезарядке конденсаторов часть заряда левого конденсатора перейдёт на правые конденсаторы общей ёмкостью которую можно определить по правилам для последовательного и параллельного соединения конденсаторов:
3. Ток в цепи прекратится, когда напряжения на конденсаторах слева и справа станут одинаковыми:
где и
—
4. Отсюда находим установившиеся заряды конденсаторов:
5. Для энергии левого конденсатора окончательно получаем:
Ответ:

