2017-11-07
Определите емкость конденсаторной батареи, подключенной к зажимам А и Е (см. рис.).
Решение:
Конденсаторная схема состоит из двух одинаковых параллельных ветвей ADE и АВЕ и обладает определенной “электрической симметрией”. Это позволяет предположить, что когда точки А и Е будут подключены к источнику напряжения, потенциалы точек D и В будут одинаковы. Попробуем показать это.
Давайте мысленно удалим конденсатор, соединяющий точки D и В (см. рис. а). Теперь схема представляет собой простое параллельно-последовательное соединение с двумя совершенно одинаковыми параллельными ветвями (см. рис. б).
Соответственные конденсаторы в этих ветвях будут заряжаться одинаково, и падение напряжения на них будет также одинаково. Поэтому потенциалы точек D и В в данной схеме будут всегда одинаковы, а разность потенциалов между этими точками всегда равна нулю. Если мы теперь вновь присоединим к узлам D и В конденсатор (даже безразлично какой емкости), он вообще не будет заряжаться, и распределение зарядов на остальных конденсаторах в схеме не изменится. Таким образом, мы доказали электрическую эквивалентность схем на рис. а) и б). Каждое из двух плеч есть последовательное соединение, для которого справедливо соотношение:
$\frac{1}{C_{ADE} } = \frac{1}{C_{ABE}} = \frac{1}{C} + \frac{1}{2C}$.
Емкости двух параллельных ветвей складываются
$C_{экв} = C_{ADE} + C_{ABE} = \frac{4}{3} C$.