Что нужно найти для батареи конденсаторов с данными значениями: эквивалентную емкость, напряжение и заряд каждого

Тема: Параллельное соединение конденсаторов

Описание: В параллельном соединении конденсаторов их пластины соединены параллельно, то есть все плюсы соединены между собой, и все минусы соединены между собой. При таком соединении эквивалентная емкость всех конденсаторов вычисляется по формуле:

Cэкв = C1 + C2 + C3 + ...,

где Cэкв - эквивалентная емкость, C1, C2, C3 - емкости каждого конденсатора в параллельном соединении.

Напряжение на каждом конденсаторе в параллельном соединении будет одинаковым и равным напряжению источника.

Заряд каждого конденсатора в параллельном соединении можно найти по формуле:

Q = C * U,

где Q - заряд, C - емкость конденсатора, U - напряжение на конденсаторе.

Энергия электрического поля конденсатора вычисляется по формуле:

E = (1/2) * C * U^2,

где E - энергия электрического поля, C - емкость конденсатора, U - напряжение на конденсаторе.

Например: Пусть у нас есть два конденсатора, C1 = 2 мкФ и C2 = 3 мкФ, подключенных параллельно к источнику напряжения U = 10 В. Найдем эквивалентную емкость, напряжение и заряд каждого конденсатора, а также энергию электрического поля каждого конденсатора.

Решение:
Для определения эквивалентной емкости в параллельном соединении, мы просто складываем емкости каждого конденсатора:

Cэкв = C1 + C2
Cэкв = 2 мкФ + 3 мкФ
Cэкв = 5 мкФ

Чтобы найти напряжение и заряд каждого конденсатора, мы можем использовать формулу Q = C * U.
Для первого конденсатора:
Q1 = C1 * U
Q1 = 2 мкФ * 10 В
Q1 = 20 мкКл

Для второго конденсатора:
Q2 = C2 * U
Q2 = 3 мкФ * 10 В
Q2 = 30 мкКл

Напряжение на каждом конденсаторе равно напряжению источника:
U1 = U2 = 10 В

Для определения энергии электрического поля каждого конденсатора, мы используем формулу E = (1/2) * C * U^2.
Для первого конденсатора:
E1 = (1/2) * C1 * U^2
E1 = (1/2) * 2 мкФ * (10 В)^2
E1 = 100 мкДж

Для второго конденсатора:
E2 = (1/2) * C2 * U^2
E2 = (1/2) * 3 мкФ * (10 В)^2
E2 = 150 мкДж

Совет: Чтобы лучше понять параллельное соединение конденсаторов, можно провести аналогию с водопроводной сетью, где конденсаторы играют роль емкостей, а вода - зарядов. В параллельном соединении конденсаторов, как и в водопроводной сети, заряд, потоки зарядов и напряжение распределяются одинаково.

Задание: У нас есть три конденсатора с емкостями C1 = 4 мкФ, C2 = 6 мкФ и C3 = 8 мкФ, которые подключены параллельно к источнику напряжения U = 12 В. Найдите эквивалентную емкость, напряжение и заряд каждого конденсатора, а также энергию электрического поля каждого конденсатора.