НПСФ 2015, 9. клас — Задача 3. Кондензатори

Национално пролетно състезание по физика – Варна, 7 март 2015 г. Тема за 9. клас · 7 март 2015 г. · 10 т.

Условие

а) Плосък кондензатор се състои от две пластини с площи $S$, поставени на разстояние $d$ една от друга. Пластините се зареждат с еднакви по големина, но разноименни заряди, така че в пространството между тях се създава електрично поле $E$. Намерете електричната енергия на кондензатора. Намерете плътността на енергията (енергията за единица обем), като имате предвид, че енергията е поместена изцяло в обема на кондензатора. [2,5 т.]

б) Нека разгледаме два кондензатора с капацитети $C_1 = 1\ \mu\mathrm{F}$ и $C_2 = 2\ \mu\mathrm{F}$, които зареждаме съответно до напрежения $U_1 = 1\ \mathrm{V}$ и $U_2 = 0.25\ \mathrm{V}$. В даден момент кондензаторите се свързват, както е показано на фиг. 3 а и на фиг. 3 б. Намерете заряда и напрежението на всеки един кондензатор след свързването им за всеки един от двата случая. [4 т.]

в) Намерете енергията, която ще се загуби в процеса на свързване за двата случая, изобразени на фиг. 3 а и на фиг. 3 б. При какво условие свързването на кондензаторите няма да промени енергията на системата за случая от фиг. 3 а? [3,5 т.]

Отговори

Решение

---

Оригинал в Архива: proletni_2015_9problems.pdf · официални решения: proletni_2015_9solutions.pdf