Здравствуйте, a-n-dolin ! Трудность Вашей задачи просматривается в недостатке данных для её решения. В Условии НЕ заданы начальные заряды, бывшие в конденсаторах C
1, C
2, C
3 до момента соединения этих конденсаторов в последовательную цепочку. Такая задача имеет бесчисленное множество решений в зависимости от соотношения начальных зарядов, что приводит студентов в растерянность.
Инженеры, которым всю жизнь приходилось решать подобные ребусы, не теряются, а воспринимают недостаток исходных данных как возможность импровизации, то есть подстановки своих данных (наиболее вероятных либо удобных для расчёта), тк производственная необходимость и начальство требуют решить задачу любой ценой. Этот опыт оправдан практикой, ибо позже-уточнённые (изначально-недостающие) данные можно внести в готовое решение позже, как оперативную коррецию.
Итак, полагаем, будто все конденсаторы C
1, C
2, C
3 до момента их стыковки были предвари-разряжены. Можно также допустить, будто они все были заряжены одинаковым зарядом, причём, НЕ важно какой величины был этот заряд, лишь бы все заряды имели сонаправленную полярность. Тогда после объединения конденсаторов в последовательную цепочку и подачи на батарею заданного напряжения E = 6 В, через все 3 элемента протечёт одинаковый ток за одинаковое время. То есть каждый элемент C
1, C
2, C
3 будет иметь опять же одинаковый заряд.
К ниже-рекомендованной учебной статье я добавлю "
Соединения конденсаторов. Энергия электрического поля конденсатора"
eduspb.com/node/1763 (Ссылка1) . Вооружившись теорией, начинаем вычислять. Вы можете вычислять любым удобным Вам способом (на бумажке, используя Windows-калькулятор либо OnLine-калькуляторы). Я люблю вычислять в популярном приложении
Маткад (ссылка2) . Маткад избавляет меня от частых ошибок. Маткад-скриншот с удобо-читаемой эл-схемой и расчётами прилагаю . Я добавил в скрин подробные комментарии зелёным цветом.
Ответ: общая ёмкость цепи равна 4,55 мкФ;
Напряжения на конденсаторах C
1, C
2, C
3, C
4 равны 3,27 ; 1,64 ; 1,09 и 6 В соответственно.
Заряды на этих конденсаторах: 3,27 ; 3,27 ; 3,27 ; 24 мкКл.
Энергии в кондёр-полях : 5,36 ; 2,68 ; 1,79 ; 72 мкДж. Общая энергия системы равна 81,82 мкДж.
Проверка сделана. =Удачи!