2017-04-22
В схеме, изображенной на рис., в начальный момент ключ К разомкнут, а в замкнутом контуре схемы течет установившийся ток. Определить величину и направление тока через конденсатор С сразу после замыкания ключа К. Параметры схемы: ЭДС батареи $\mathcal{E}_{1} = 40 В$, внутреннее сопротивление $r_{1} = 20 Ом$; ЭДС $\mathcal{E}_{2} = 80 В$, внутреннее сопротивление $r_{2} = 5 Ом$; сопротивление резистора $R = 15 Ом$.
Решение:
До замыкания ключа установившийся ток через резистор $I_{R} = \frac{ \mathcal{E}_{2}}{R+r_{2}}$. Напряжение на конденсаторе $V_{C} = I_{R} \cdot R = \frac{ \mathcal{E}_{2} R}{ R + r_{2}}$. Сразу после замыкания ключа ток $I_{R}$ и напряжение $V_{C}$ останутся неизменными. Через батарею $\mathcal{E}_{1}$ будет течь ток $I_{1} = \frac{ \mathcal{E}_{1} - \mathcal{E}_{C}}{r_{1}}$, а через источник $\mathcal{E}_{2}$ ток $I_{2} = I_{R}$. Тогда ток через конденсатор $I_{C} = I_{1} + I_{2} - I_{R} = \frac{ \mathcal{E}_{1}}{r_{1}} - \frac{ \mathcal{E}_{2} R}{ r_{1} (R+ r_{2})} = -1 А$. Ток течет слева направо на рисунке, изображенном в условии задачи.