Есть батарея, состоящая из конденсаторов, которые соединены между собой смешанным способом и подключены к источнику

Тема занятия: Комбинированные электрические цепи с конденсаторами

Инструкция:
Для расчета суммарной емкости и зарядов на каждом конденсаторе, используем следующие формулы:

1) Суммарная емкость (сэкв) в соединении конденсаторов параллельно:
1/сэкв = 1/с1 + 1/с2 + 1/с3 + 1/с4 + 1/с5

2) Заряд на каждом конденсаторе (q) рассчитывается по формуле:
q = сэкв * U,
где U - напряжение, подаваемое на цепь (в нашем случае 220 В).

3) Энергия на каждом конденсаторе (w) определяется формулой:
w = (1/2) * с * U^2,
где c - емкость конденсатора (в нашем случае с1, с2, с3, с4, с5),
U - напряжение.

Демонстрация:
Дано:
с1 = 40, с2 = 40, с3 = 40, с4 = 5, с5 = 25,
U = 220 В.

Расчет:
1) Суммарная емкость (сэкв):
1/сэкв = 1/40 + 1/40 + 1/40 + 1/5 + 1/25 = 0.1,
сэкв = 10 Ф.

2) Заряд на каждом конденсаторе (q):
q1 = сэкв * U = 10 Ф * 220 В = 2200 Кл,
q2 = сэкв * U = 10 Ф * 220 В = 2200 Кл,
q3 = сэкв * U = 10 Ф * 220 В = 2200 Кл,
q4 = сэкв * U = 10 Ф * 220 В = 2200 Кл,
q5 = сэкв * U = 10 Ф * 220 В = 2200 Кл.

3) Энергия на каждом конденсаторе (w):
w1 = (1/2) * с1 * U^2 = (1/2) * 40 Ф * (220 В)^2 ≈ 2,896,000 Дж,
w2 = (1/2) * с2 * U^2 = (1/2) * 40 Ф * (220 В)^2 ≈ 2,896,000 Дж,
w3 = (1/2) * с3 * U^2 = (1/2) * 40 Ф * (220 В)^2 ≈ 2,896,000 Дж,
w4 = (1/2) * с4 * U^2 = (1/2) * 5 Ф * (220 В)^2 ≈ 160,000 Дж,
w5 = (1/2) * с5 * U^2 = (1/2) * 25 Ф * (220 В)^2 ≈ 800,000 Дж.

Совет:
Чтобы лучше понять комбинированные электрические цепи с конденсаторами, рекомендуется изучить основные принципы электростатики и электрокинетики. Важно понимать, что конденсаторы в параллельном соединении имеют общее напряжение, а их емкости складываются. Также стоит ознакомиться с формулами для расчета заряда и энергии конденсатора.

Упражнение:
Представьте, что в цепи был добавлен еще один конденсатор с емкостью с6 = 10 Ф. Рассчитайте новое значение суммарной емкости и заряды на каждом конденсаторе при том же напряжении 220 В.