Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 12168
2019-12-20 
Промежуток искрового генератора (рис.) отрегулирован на напряжение $U$, а сопротивление $R$ резистора подобрано таким, чтобы происходило $n$ разрядов в секунду. Определить среднюю мощность, выделяющуюся на резисторе, если во время разряда конденсатор успевает полностью разрядиться.
Решение:
Для установившейся устойчивой работы искрового генератора необходимо, чтобы разряд в искровом промежутке не влиял на процесс зарядки конденсатора. Это возможно в случае, когда время разряда конденсатора через искровой промежуток значительно меньше времени зарядки его от источника до напряжения $U$.
В этом случае при нулевом напряжении на конденсаторе ток в искровом промежутке отсутствует, и промежуток восстанавливает свои диэлектрические свойства. Следующий пробой произойдет при достижении на промежутке, а следовательно, и на конденсаторе, напряжения $U$.
За время зарядки конденсатора до напряжения $U$ батарея совершает работу $A = q \mathcal{E}$, где $q = CU$ - заряд на конденсаторе. Согласно закону сохранения энергии $A = Q + \frac{CU^{2} }{2}$, где $Q$ - энергия, выделившаяся за время зарядки конденсатора на резисторе, $\frac{CU^{2}}{2}$ - энергия, запасенная в конденсаторе. Таким образом,
$CU \mathcal{E} = Q + \frac{CU^{2} }{2}$.
откуда
$Q = CU \mathcal{E} \left (1 - \frac{U}{2 \mathcal{E} } \right )$.
Так как время разряда конденсатора через искровой промежуток мало, можно пренебречь энергией, выделяющейся за это время на резисторе.
Если в 1 секунду конденсатор заряжается $n$ раз, то средняя мощность, выделяющаяся на резисторе, равна
$N = nCU \mathcal{E} \left ( 1 - \frac{1}{2} \frac{U}{ \mathcal{E} } \right )$.
Промежуток искрового генератора (рис.) отрегулирован на напряжение $U$, а сопротивление $R$ резистора подобрано таким, чтобы происходило $n$ разрядов в секунду. Определить среднюю мощность, выделяющуюся на резисторе, если во время разряда конденсатор успевает полностью разрядиться.
Решение:
Для установившейся устойчивой работы искрового генератора необходимо, чтобы разряд в искровом промежутке не влиял на процесс зарядки конденсатора. Это возможно в случае, когда время разряда конденсатора через искровой промежуток значительно меньше времени зарядки его от источника до напряжения $U$.
В этом случае при нулевом напряжении на конденсаторе ток в искровом промежутке отсутствует, и промежуток восстанавливает свои диэлектрические свойства. Следующий пробой произойдет при достижении на промежутке, а следовательно, и на конденсаторе, напряжения $U$.
За время зарядки конденсатора до напряжения $U$ батарея совершает работу $A = q \mathcal{E}$, где $q = CU$ - заряд на конденсаторе. Согласно закону сохранения энергии $A = Q + \frac{CU^{2} }{2}$, где $Q$ - энергия, выделившаяся за время зарядки конденсатора на резисторе, $\frac{CU^{2}}{2}$ - энергия, запасенная в конденсаторе. Таким образом,
$CU \mathcal{E} = Q + \frac{CU^{2} }{2}$.
откуда
$Q = CU \mathcal{E} \left (1 - \frac{U}{2 \mathcal{E} } \right )$.
Так как время разряда конденсатора через искровой промежуток мало, можно пренебречь энергией, выделяющейся за это время на резисторе.
Если в 1 секунду конденсатор заряжается $n$ раз, то средняя мощность, выделяющаяся на резисторе, равна
$N = nCU \mathcal{E} \left ( 1 - \frac{1}{2} \frac{U}{ \mathcal{E} } \right )$.
