2020-01-15
Между двумя параллельными шинами включены конденсаторы $C_{1}$ и $C_{2}$ (рис.). Проводящая перемычка длиной $L$ с конденсатором $C_{3}$ касается шин. Перпендикулярно плоскости шин направлено однородное магнитное поле индукцией $B$. Перемычка движется с постоянной скоростью $v$. Найдите заряд на конденсаторе $C_{3}$.
Решение:
В движущемся проводнике возникает ЭДС индукции $\mathcal{E} = BLv$, полярность которой легко определить с помощью правила Ленца. Это приводит к перераспределению зарядов на конденсаторах.
Воспользуемся эквивалентной схемой, изображенной на рисунке (знаки зарядов выберем произвольно), и получим систему уравнений
$\begin{cases} U_{AB} = \frac{q_{1} }{C_{1} } = \frac{q_{2} }{C_{2} } = \mathcal{E} - \frac{q_{3} }{C_{3} }, \\ q_{1} + q_{2} - q_{3} = 0. \end{cases}$.
Решая систему относительно искомого заряда $q_{3}$, найдем
$q_{3} = \frac{ \mathcal{E} }{ \frac{1}{C_{1} + C_{2} } + \frac{1}{C_{3} } } = \frac{Blv}{ \frac{1}{C_{1} + C_{2} } + \frac{1}{C_{3} } }$.