Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 6707
2018-03-10 
В наличии имеются два конденсатора: $C_{1} = 2 мкФ, U_{1} = 160 В$, диэлектрик этого конденсатора промасленная бумага, $C_{2} = 0,5 мкФ, U_{2} = 300 В$, диэлектрик — слюда. К какому максимальному напряжению их можно подключить при последовательном соединении? А если бы у обоих диэлектриком была слюда? $U_{1}$ и $U_{2}$ — максимально допустимые напряжения, подаваемые на конденсаторы.
Решение:
Сразу после подключения конденсаторов к источнику напряжения на них делятся в отношении, обратном емкостям. Однако, если подождать некоторое время, заряды конденсаторов перераспределятся за счет токов, протекающих по неидеальному диэлектрику. Сумма напряжений, как и раньше, равна напряжению источника, но большая часть приложена к тому конденсатору, у которого диэлектрик лучше. В нашем случае к конденсатору с диэлектриком из слюды.
Итак, если учесть токи утечки (а это делать нужно обязательно!), максимальное напряжение не должно быть выше $U_{2} = 300 В$.
Даже при одинаковом выборе диэлектриков один из конденсаторов может оказаться получше—ему и придется выдерживать «львиную долю» приложенного напряжения.
В цепях переменного тока таких проблем не возникает (если, конечно, $T = \frac{1}{f} \ll \tau_{распр} \approx R_{ут} - C$), а что делать в цепях постоянного тока—ведь может так случиться, что напряжение источника превышает допустимые для конденсаторов величины и их приходится соединять последовательно? В этом случае можно подключить параллельно конденсаторам резисторы, которые заставят распределяться приложенное напряжение. Разумеется, сопротивление такого резистора должно быть достаточно большим, чтобы не нарушать работу всего устройства, однако, оно должно быть существенно (гарантированно) меньше, чем ожидаемое $R_{ут}$. Обычно этим условиям легко можно удовлетворить. Такие же проблемы возникают при последовательном соединении диодов в выпрямителе—их решают точно так же.
В наличии имеются два конденсатора: $C_{1} = 2 мкФ, U_{1} = 160 В$, диэлектрик этого конденсатора промасленная бумага, $C_{2} = 0,5 мкФ, U_{2} = 300 В$, диэлектрик — слюда. К какому максимальному напряжению их можно подключить при последовательном соединении? А если бы у обоих диэлектриком была слюда? $U_{1}$ и $U_{2}$ — максимально допустимые напряжения, подаваемые на конденсаторы.
Решение:
Сразу после подключения конденсаторов к источнику напряжения на них делятся в отношении, обратном емкостям. Однако, если подождать некоторое время, заряды конденсаторов перераспределятся за счет токов, протекающих по неидеальному диэлектрику. Сумма напряжений, как и раньше, равна напряжению источника, но большая часть приложена к тому конденсатору, у которого диэлектрик лучше. В нашем случае к конденсатору с диэлектриком из слюды.
Итак, если учесть токи утечки (а это делать нужно обязательно!), максимальное напряжение не должно быть выше $U_{2} = 300 В$.
Даже при одинаковом выборе диэлектриков один из конденсаторов может оказаться получше—ему и придется выдерживать «львиную долю» приложенного напряжения.
В цепях переменного тока таких проблем не возникает (если, конечно, $T = \frac{1}{f} \ll \tau_{распр} \approx R_{ут} - C$), а что делать в цепях постоянного тока—ведь может так случиться, что напряжение источника превышает допустимые для конденсаторов величины и их приходится соединять последовательно? В этом случае можно подключить параллельно конденсаторам резисторы, которые заставят распределяться приложенное напряжение. Разумеется, сопротивление такого резистора должно быть достаточно большим, чтобы не нарушать работу всего устройства, однако, оно должно быть существенно (гарантированно) меньше, чем ожидаемое $R_{ут}$. Обычно этим условиям легко можно удовлетворить. Такие же проблемы возникают при последовательном соединении диодов в выпрямителе—их решают точно так же.
