задачка по физике Опции

[Spektr26]

Есть два параллельно включенных конденсатора,С1=С2,на первом напряжение U1,какой напряжение будет после замыкания ключа,то есть U2?
Вот первое решение этой задачки: Q2=U1*C2 После замыкания ключа этот заряд перераспределится между двумя емкостями:U2*C2 и U2*C1.Теперь приравняй заряды U1*C2=U2*C2+U2*C1. то есть
U2=U1/2. Как можно вторым способом решить задачку?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Tanya]

. Как можно вторым способом решить задачку?

А зачем?
.........
Третий способ - так как конденсаторы одинаковые, а полный заряд сохраняется, то...

[SyncLair]

Как можно вторым способом решить задачку?

напишите дифф уравнение описывающее переходный процесс перезаряда и посмотрите к чему стремится значение при времени стремящемуся к бесконечности )))

[kovigor]

Есть два параллельно включенных конденсатора,С1=С2,на первом напряжение U1,какой напряжение будет после замыкания ключа,то есть U2?
Вот первое решение этой задачки: Q2=U1*C2 После замыкания ключа этот заряд перераспределится между двумя емкостями:U2*C2 и U2*C1.Теперь приравняй заряды U1*C2=U2*C2+U2*C1. то есть
U2=U1/2. Как можно вторым способом решить задачку?

W = (C*(U^2))/2 -энергия заряженного конденсатора. Если пренебречь потерей энергии при перетекании тока из конденсатора в конденсатор, то ... Дальше думайте сами ...

[MaslovVG]

W = (C*(U^2))/2 -энергия заряженного конденсатора. Если пренебречь потерей энергии при перетекании тока из конденсатора в конденсатор, то ... Дальше думайте сами ...

В данном случае пренебречь потерями нельзя. Иначе результы решений не совпадают.

[kovigor]

В данном случае пренебречь потерями нельзя. Иначе результы решений не совпадают.

Закон сохранения энергии никто не отменял, и совпасть они просто обязаны. Я, правда, не совсем уверен, что автору нужны напряжения в установившмся режиме. Возможно, его интересует именно переходный процесс ...

[Wise]

Опасная тема для неокрепших умов..

[Alexashka]

Второй способ - это через энергию, но чтобы его применить нужно добавить в цепь сопротивление, его значение не играет роли, меняется только постоянная времени переходного процесса. Вам придется посчитать интеграл, но в итоге Вы придете к тому же результату что и с использованием закона сохранения заряда. Т.е U2=U1/2 и половина начальной энергии рассеится на сопротивлении контура.
ЗЫ. Сопротивление в контуре все равно необходимо, потому как при нулевом сопротивление задача вообще не имеет решения, т.к ток в мемент коммутации будет равен бесконечности.

[тау]

Есть два параллельно включенных конденсатора,С1=С2,на первом напряжение U1,какой напряжение будет после замыкания ключа,то есть U2?
Вот первое решение этой задачки: Q2=U1*C2 После замыкания ключа этот заряд перераспределится между двумя емкостями:U2*C2 и U2*C1.Теперь приравняй заряды U1*C2=U2*C2+U2*C1. то есть
U2=U1/2. Как можно вторым способом решить задачку?

если вопрос стоит строго , то "сразу после замыкания ключа" U2=0 , справа в окрестности t=0 U1 будет снижаться . а дальше уже ничего утверждать нельзя.

..через энергию, но чтобы его применить нужно добавить в цепь сопротивление

какое такое сопротивление ?!!!
где оно в схеме ? Препадавател ничего про сопротивление не сказал !

ЗЫ. Сопротивление в контуре все равно необходимо, потому как при нулевом сопротивление задача вообще не имеет решения

На вкус и цвет.... . Мне вот длинные линии без потерь мерещатся более симпатичны , заместо сопротивления .

Сообщение отредактировал тау - Jan 8 2012, 21:59

[Alexashka]

какое такое сопротивление ?!!!
где оно в схеме ? Препадавател ничего про сопротивление не сказал !

На вкус и цвет.... . Мне вот длинные линии без потерь мерещатся более симпатичны , заместо сопротивления .

сопротивление может быть и бесконечно-малой величиной. Оно нужно только для получения решения.
При наличии же длинной линии без потерь получим незатухающие колебания, частота которых будет зависеть от параметров линии, которых тоже не дано по условию
ЗЫ. А в реальной линии будут еще потери на излучение, так что по окончании переходного процесса получим тоже самое что и в случае с резистором.

[тау]

сопротивление может быть и бесконечно-малой величиной. Оно нужно только для получения решения.

нужно...в частном (нереальном) случае. тогда уж и индуктивность проводов не грех учесть.

ЗЫ. А в реальной линии будут еще потери на излучение, так что по окончании переходного процесса получим тоже самое что и в случае с резистором.

В условиии задачи такой вопрос не ставился - получить решение "по окончании переходного процесса". Сказано - "после замыкания ключа", а это никакое не окончание.

[ViKo]

Задачка была бы веселее, если бы вместо второго конденсатора стали бы разносить обкладки первого все дальше друг от друга. Емкость была бы все ..., а напряжение ... ? Вольтметр что показал бы?
Или - другим способом. Была между обкладками конденсатора пластина из диэлектрика с большой диэлектрической проницаемостью. Зарядили его. Потом пластину убрали. ...?

[horoc]

Очень интересно, а не могли бы гуру поделиться такими знаниями? Для понятия процессов
С диэлектриком, ну вроде бы понятно. Прикладывается эл. поле, вызывает поляризацию диэлектрика. Вот картинку нарисовал.

На верхней пластине, на нижней грани к диэлектрику притянутся положительно заряженные частицы. Образуется положительный заряд, причем на верхней гране образуется отрицательный, то есть избыток электронов.
Аналогично и на нижней пластине. На нижней гране образуется положительный заряд - недостаток электронов. Далее система приходит в равновесие, то есть происходит движение электронов в проводнике с верхней пластины на нижнюю, короче ток заряда. Количество электронов движущихся в проводнике равно кол-ву в диэлектрике. Поэтому диэлектрик сильно влияет на емкость. А что поляризуется в вакууме ?
А про первый вопрос, напряжение бы уменьшилось?

Сообщение отредактировал horoc - Jan 9 2012, 11:51

[Alexashka]

Задачка была бы веселее, если бы вместо второго конденсатора стали бы разносить обкладки первого все дальше друг от друга. Емкость была бы все ..., а напряжение ... ? Вольтметр что показал бы?
Или - другим способом. Была между обкладками конденсатора пластина из диэлектрика с большой диэлектрической проницаемостью. Зарядили его. Потом пластину убрали. ...?

Помню была такая задачка в какомто древнем журнале...два мальчика держат в руках по диску, сведенных вплотную друг к другу, диски заряжены от батареи 12В. Потом мальчики расходятся на 10 метров. Что произойдет если пойдет дождик

2 tay возможно это задача из разряда "додумай условие задачи сам", такие очень любят в школе давать и на всяких олимпиадах. Условие задачи варьируется в зависимости от изучаемой темы (тем) вплоть до обратного. В любом случае схема неполная, и чтобы в нее ни добавляли - резистор, индуктивность и т.д - будет противоречить условию задачи.
Я бы именно так и ответил -задача не имеет решения в данной постановке

[Reanimator++]

Кстати была еще задачка с похожим условием где конденсатор заряжается от другого или от источника напряжения идеального. Не помню.
Так вот, из нее вывод был такой - КПД заряда конденсатора равен 50%. Остальное расползется на проводах и их сопротивление не важно, ибо именно им и будет ограничиваться ток заряда (при условии нулевого сопротивления источника).
Если же сопротивление источника много выше сопротивления провода то потерь энергии уже будет меньше.

В общем, если два идеальных конденсатора соединить не сверхпроводящим проводом, то распределение энергии будет не 50 на 50, а 33 на 33 процента, а еще 33 потеряется
Вот такая вот идеальная арифметика.

Вообще терпеть не могу задачки по физике, в них главное угадать какие условия и приближения имел в виду автор задачи..