2018-01-11
Два одинаковых плоских конденсатора (емкость каждого $C = 0,01 мкФ$) соединили параллельно, зарядили до напряжения $U = 300 В$ и отключили от источника. Затем пластины одного из конденсаторов раздвинули на расстояние, вдвое большее первоначального. Какой заряд протечет при этом по соединительным проводам?
Решение:
Поскольку конденсаторы отключены от источника, суммарный заряд на соединенных между собой обкладках конденсаторов сохраняется при раздвигании пластин (рис.):
$2q = q_{1} + q_{2}$.
где $q = CU$ — заряд на каждом из конденсаторов 1, 2 одинаковой емкости $C$ после отключения источника напряжения (рис. a); $q_{1} = CU^{ \prime}, q_{2} = \left ( \right )U^{ \frac{C}{2} \prime }$ — заряды на каждом из конденсаторов 1 и 2 после раздвигания пластин второго конденсатора, емкость которого уменьшается вдвое; $U^{ \prime}$ — напряжение на обкладках конденсаторов после раздвигания пластин (рис. б).
Подставив в исходное соотношение $q, q_{1}$ и $q_{2}$, получим
$2CU = CU^{ \prime} + (C/2)U6{ \prime}$,
откуда
$U^{ \prime} = 4U/3$.
По соединительным проводам во время раздвигания пластин протечет электрический заряд
$\Delta q = q - q_{2} = CU - (C/2) (4U/3) = CU/3 = 1 мкКл$.