Консультация № 197843
21.02.2020, 18:08
0.00 руб.
1 6 1
Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос:

Цепь состоит из источника с ЭДС E, изначально разомкнутого ключа, трёх одинаковых резисторов сопротивлением R каждый и четырёх одинаковых незаряженных конденсаторов ёмкостью C каждый (рис. 3). Найдите заряды на конденсаторах через большое время после замыкания ключа K.
Прикрепленные файлы:
5e1301d40dba70f9e13bc2c992d050a80f9eb4a4.png

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
23.02.2020, 15:36
общий
Адресаты:
Заданное в Условии задачи требование "Найдите заряды на конденсаторах через большое время после замыкания ключа" означает, что надо проанализировать состояние конденсаторов после окончания переходных процессов во всех RC-цепях. В первый момент после замыкания ключа конденсаторы получат какой-то заряд от источника, а затем, по окончании переходных процессов часть конденсаторов разрядится ч-з окружающие их резисторы, а др часть конденсаторов зарядится до ЭДС источника.

Легко заметить, что нижний по Вашей схеме конденсатор в итоге окажется разряжен, а остальные - заряжены до напряжения E . Если сомневаетесь, перечертите схему в наглядный вид, чтобы распространение сигнала шло слева-направо, а спадание потенциала - сверху-вниз. Мне всегда помогал этот простой приём.

Дальше сами справитесь?
давно
Посетитель
403745
1
24.02.2020, 12:09
общий
Адресаты:
Извините, не могли ли вы объяснить, пожалуйста, почему получится так, что именно нижний конденсатор разрядится, а осиальные заоядятся до напряжения Е, не совсем понимаю
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
24.02.2020, 14:26
общий
это ответ
Здравствуйте, s_ani_k!
Дано : Источник с ЭДС E, 3 одинаковых резисторов сопротивлением R каждый и 4 одинаковых незаряженных конденсатора ёмкостью C каждый.
Вычислить заряды на конденсаторах через большое время после замыкания ключа K.
Решение : Отвечаю на доп-вопрос посетителя prozorovaelina296 "объяснить, пожалуйста". Мы привыкли с детства читать текст слева-направо и сверху-вниз. Если перекрутить строки, читать будет труднее, особенно, если текст сложный для восприятия.
Такой же эффект я заметил в чтении электро-схем. Когда схема трудна, и мои сотрудники не могли понять её, я не ленился пере-чертить схему в наглядный вид, чтобы распространение сигнала шло слева-направо, а спадание потенциала - сверху-вниз. Схема сразу становилась понятной.

Я перечертил исходную схему, добавил в неё позиционные обозначения, занулил нижний по схеме провод (символ перпендикуляра). Относительно этого искусственного нуля рассмотрим потенциалы остальных узлов.

Сразу после замыкания ключа на левом-верхнем проводе потенциал становится равным E . Помним "золотое правило" : "Напряжение на обкладках конденсатора не может измениться мгновенно!". Значит, потенциал анода (положительного, верхнего вывода) конденсатора C1 мигом передаётся на его катод (нижний, отрицательный вывод). На верхнем выводе резистора R1 на короткое время оказывается потенциал E . Ч-з резистор R1 течёт ток I1 = E / R , а конденсатор C4 начинает заряжаться током ч-з R3 .

Однако, по мере заряда C1 до напряжения E , ток ч-з R1 спадает до нуля, конденсатор C4 разряжается ч-з R3 и R1 , аноды конденсаторов C2 и C3 получают потенциал E ч-з R2 , катод C2 обнуляется ч-з R1 , катод C3 обнуляется ч-з R3+R1. Токи прекращаются, как указано в Условии "через большое время после замыкания ключа K".

В итоге конденсатор C4 разряжен, его заряд равен нулю, а остальные конденсаторы заряжены до напряжения E (на их катодах - нули, на анодах +E). Заряд каждого из них равен q = C·E .
Ответ: через большое время после замыкания ключа K заряд конденсатора C4 равен нулю, заряды остальных конденсаторов равны q = C·E .
5
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
24.02.2020, 14:37
общий
Адресаты:
По Вашей просьбе "объяснить, пожалуйста" я написал Ответ (в верхней части страницы).
давно
Посетитель
403448
16
24.02.2020, 19:48
общий
Адресаты:
Спасибо огромное! Никак с конденсаторами разобраться нормально не могу
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
25.02.2020, 02:22
общий
Адресаты:
Наздоровье ! Вам будет легче разобраться с конденсаторами, если Вы будете представлять их модель либо смотреть на модель-рисунок в учебных статьях типа "Электроёмкость. Конденсаторы" Ссылка .

Полезно вспоминать отличия : Заряженная мини-сфера не может накопить большой заряд, потому что скопившиеся на её поверхности одноимённо-заряженные микро-зарядики расталкивают друг друга (мешают соседям) вплоть до искрового пробоя при большом напряжении!
А у плоского конденсатора близко-расположенные пластины имеют разно-имённые заряды, притягивание разноимённых компенсирует силы расталкивания. Поэтому конденсатор может накопить гораздо бОльший заряд (иметь Б ёмкость) чем сфера такого же габарита.
Конденсатор - самый попурярный элемент в электронике после резистора.

Не забывайте проставлять Оценки за Ответы. Тогда эксперты будут охотнее отвечать на Ваши Вопросы.
Форма ответа