2017-10-15
Плоский конденсатор подключают к источнику, а затем, отключив от источника, его разряжают через резистор. Во сколько раз изменится выделяющаяся на резисторе энергия, если перед подключением к нему расстояние между обкладками заряженного конденсатора увеличить в $n = 2$ раза?
Решение:
Если ЭДС источника обозначить $\mathcal{E}$, а емкость конденсатора до увеличения расстояния между его пластинами - $C$, то при полном разряде этого конденсатора через резистор должен протечь заряд $q = C \mathcal{E}$, и выделится энергия $Q_{1} = q^{2}/2C$. Если же после заряда конденсатора расстояние между его обкладками увеличить в $n$ раз и, как обычно, конденсатор по прежнему считать плоским, то его емкость должна уменьшиться в $n$ раз, т.к. емкость плоского конденсатора обратно пропорциональна расстоянию между его обкладками. Поскольку при этом заряд изолированных обкладок измениться не мог, то при разряде на резисторе должна выделиться энергия $Q_{2} = q^{2}n/2C$. Поэтому искомое отношение равно $Q_{2}/Q_{1} = n = 2$.