Немного странная задача, по-моему. Откуда Вы её взяли?

Я думаю, что при соединении двух положительно заряженных пластин заряды на них должны стать одинаковыми. Конденсатор, пластина которого имела меньший положительный заряд, получит энергию, равную работе, которая затрачена на перемещение заряда с конденсатора, пластина которого имела больший положительный заряд. А у второго конденсатора произойдёт уменьшение энергии на ту же величину...

Уважаемые коллеги!

Может быть, Вы сможете объяснить?

Итак, до соединения положительно заряженных пластин на пластине одного конденсатора (назовём его первым) был заряд q[sub]1[/sub]=C[sub]1[/sub]U[sub]1[/sub], а на пластине другого конденсатора (назовём его вторым) - заряд q[sub]2[/sub]=2C[sub]1[/sub]U[sub]1[/sub].

Исходя из соображений симметрии, представляется очевидным, что после соединения положительно заряженных пластин на пластинах обоих конденсаторов будут заряды q=1/2*(q[sub]1[/sub]+q[sub]2[/sub])=3/2*C[sub]1[/sub]U[sub]1[/sub].

Изменение потенциальной энергии первого конденсатора составит [$916$]W[sub]1[/sub]=1/(2C[sub]1[/sub])*(q[sup]2[/sup]-q[sub]1[/sub][sup]2[/sup])=5/8*C[sub]1[/sub]U[sub]1[/sub][sup]2[/sup], а изменение потенциальной энергии второго конденсатора составит [$916$]W[sub]2[/sub]=1/(2C[sub]1[/sub])*(q[sub]2[/sub]-q[sup]2[/sup][sup]2[/sup])=-7/8*C[sub]1[/sub]U[sub]1[/sub][sup]2[/sup].

Надо полагать, часть энергии, равная 2/8*C[sub]1[/sub]U[sub]1[/sub][sup]2[/sup], не пропала бесследно?

Или мои рассуждения принципиально неверные?

Мне лично кажется, что если соединить только одну торону, а на второй стороне оставить контакты разомкнутыми, ток между конденсаторами не потечёт и их энергия не изменится.
И тут большой вопрос, что имели ввиду авторы задачи.
Если затем соединить и вторую сторону, то напряжения выравняются и энергия уменьшится с 2,5C₁U₁² до 2,25C₁U₁²
Если же между отрицательными контактами подключить потребитель, то то на нём из этой батареи конденсаторов можно извлечь лишь эту разницу в 0,25C₁U₁², а всё остальное останется в конденсаторах и добывать эту энергию придётся другими способами.

Спасибо за отклик, Роман!

Для меня важно было инициировать обсуждение задачи.

По-видимому, отрицательно заряженные пластины конденсатора должны быть заземлены. К сожалению, автор вопроса не проявляет интереса к консультации. Поэтому выяснить первоисточник задачи и рисунка затруднительно.

Меня интересует, почему при незаземлённых отрицательно заряженных пластинах конденсаторов не произойдёт перемещение зарядов от одной положительно заряженной пластины (с бОльшим зарядом) к другой (с меньшим зарядом)? Если это так, то ответом к задаче в имеющейся формулировке является неизменность энергий конденсаторов? А если не так, то куда делась часть энергии?

Конденсатор с ненулевой суммой зарядов на пластинах - явление весьма энергетически невыгодное, поскольку электростатическое поле возникает и в объеме вокруг конденсатора. Потенциалы при соединении выравниваются, но в разомкнутой цепи это практически не сопровождается перемещением зарядов - в батарее последовательно соединённых плюс к минусу конденсаторов ток тоже не течёт, пока внешняя часть цепи разомкнута.

А вообще батарея последовательных конденсаторов с ненулевыми равновесными зарядами с точки зрения взаимодействия с внешней цепью, подключённой к концам цепочки конденсаторов, ведёт себя идентично батарее, в которой этих лишних зарядов нет. То есть там есть лишняя энергия, но её оттуда через концы цепочки не добыть.

А куда денется лишняя энергия, если конденсаторы соединить с обеих сторон? Та туда же, как если коротнуть пластины одного конденсатора - куда попало: разряд, электромагнитный импульс, сопротивление проводов, потери в диэлектрике...

ЭлЦепь НЕ замкнута, ток НЕ течёт, практического смысла в такой схеме нет.
Вопрос НЕ доделан, автор ушёл. Я полагаю, что и нам тут нЕзачем транжирить наше время и внимание.

Василий, при всём моём уважении к Вашим глубоким знаниям и благородному старанию бескорыстно помогать соотечественникам, я должен заметить, что Ваш Ответ соответствует другой схеме, в которой ОБЕ обкладки конденсаторов соединены в замкнутую цепь. В Вопросе нижние по схеме обкладки оборваны, а, значит, Ответ Ваш - не-корректный (неточный).

Наши справедливые модераторы не дремлют и уже заметили неточность. По долгу службы своей они обязаны вмешаться в Ваш Ответ ДО закрытия Консультации (осталось 5 сут), дабы не выпустить недоделку в массовую рассылку подписчикам. После этого Вы утратите право подкорректировать свой Ответ. Успейте подправить свои труды, чтоб не испортить статистику своих Исправленных Ответов. =Удачи!

Прошу Вас привести ответ в соответствие со схемой, указанной в задании.

Здравствуйте.
То что заказчик соединил только положительно заряженные пластины, это его "понимание" постановки задачи. Почему такое уточнение "соединить вместе их положительные пластины"? Можно соединить у конденсаторов разноименно заряженные пластины, тогда будет другой ответ и немного другой ход решения.
Подключение только одних пластин - совершенно бессмысленная задача в данном контексте. Если задать геометрию системы зарядов, то эту задчау можно решать как задачу электростатики на распределение системы зарядов.
Надеюсь, моих пояснений достаточно.

"Подключение только одних пластин - совершенно бессмысленная задача" - с Вами согласны все читатели этого мини-форума. Но программа Портала отправляет в рассылки только Ответы. Сейчас Вам не составит большого труда скопировать Ваши пояснения из мини-форума в Ваш Ответ. Если Вы этого не сделаете, то администру рассылки или модераторам придётся делать это за Вас.
Многолетняя репутация Портала, как корректного сайта (без слэнга, ошибок, хамства, недоделок…) должна быть сохранена.
Кстати, у Вас тоже красивый и приятный сайт. Только схемы, к сожалению, не начерчены, а содержат рукописный текст.

А я не знаю как модерировать Ответ. Извините, правда.
Спасибо за похвалу по сайту. РГР-ТОЭ.РФ мой второй сайт. Задумал его как статейный сайт на движке DLE.

"я не знаю как модерировать Ответ" - чуть ниже блока с Вашим ответом найдите кнопку "Редактировать". Эта кнопка доступна только Вам и модераторам. Жмите её, и Вам откроется поле с копией Вашего ответа с возможностью внести изменения.
Не забудьте в Редакторе повторно прикрепить нужный файл (программа портала не умеет наследовать прикрепления из оригинала в копию).
Не удаляйте свой Ответ в надежде пере-создать его (как я когда-то, но не вышло).
Может случиться, что для экспертов с классом ниже 5го кнопка Редактировать пока не доступна. Тогда опубликуйте текст изменения в мини-форуме и просите модераторов переместить его в Ваш Ответ. =Удачи!

Тогда опубликуйте текст изменения в мини-форуме и просите модераторов переместить его в Ваш Ответ.

Именно так.

Просьба к модератору заменить текст моего ответа над линией на следующий текст

Основные моменты решения
1) Записываем заряды и энергию каждого конденсатора до коммутации
2) После коммутации определяем заряды и напряжение на каждом конденсаторе исходя из следующих условий:
а) напряжение на конденсаторах одинаковое (вытекает из второго закона Кирхгофа);
б) сумма положительных зарядов после коммутации равна сумме положительных зарядов до коммутации (вытекает и ЗАКОНА СОХРАНЕНИЯ ЗАРЯДА).
3) Находим изменение энергии при коммутации (уменьшается).
По закону сохранения энергии изменение энергии системы выделяется в виде искры при коммутации.
Подробное решение этой задачи в приложении.
Важное замечание. Конденсаторы подключаются друг к другу обеими обкладками.
Фраза в условии задачи "соединить вместе их положительные пластины" означает соединить у конденсаторов одноименно заряженные пластины. Так как возможен другой способ соедининения конденсаторов - соединить разноименно заряженные пластины, тогда будет другой ответ и немного другой ход решения.
=====================================

Заметьте, что C₁=C₂. И поясните, пожалуйста, в решении, почему после коммутации "напряжения выравниваются".

Кроме того, если Вы полагаете, что при соединении отрицательно заряженных пластин будет другой ответ и немного другой ход решения, то это тоже нужно пояснить.

Решение для общего случая С1 и С2. То что С1 = С2 - частный случай - можно учесть при конкретном численном расчете.
После коммутации напряжения равны по второму закону Кирхгофа.
Рассмотрен случай подключения конденсаторов одноименно заряженными пластинами: "соединить вместе их положительные пластины", следовательно, с другой стороны соединяются вместе отрицательно заряженные пластины.
При подключении разноименно заряженными пластинами решения не требуется по условию задачи.

В условии задачи не сказано, что отрицательно заряженные пластины соединяются. Это видно и на рисунке.

Доброе утро. Вот ОРИГИНАЛ условия задачи со схемой. Думаю, все вопросы снимаются по моему решению.
Из схемы видно, что отрицательные пластины конденсаторов соединены также через заземление. Заказчик прислал некачественную схему, где не указал заземление.
Из более общего решения для двух различных емкостей для частного случая C1=C2 получим изменение энергииQ=C1*Uo^2.

Тексты условий одинаковые. Рисунки разные. Значит, задачи разные. Из этого и нужно исходить. Про заземление я уже писал в мини-форуме.

Здравствуйте, вот ваша переделанная задача как можно решить. а то у этого автора что-то не понятно. Можете объяснить мне эту задачу??

Здравствуйте. Вот решение по задаче 18 поста.