Как изменится энергия системы, если отключить ее от источника напряжения и соединить одноименно заряженные обкладки

Тема: Изменение энергии системы при параллельном соединении конденсаторов

Объяснение: При параллельном соединении конденсаторов, если обкладки обоих конденсаторов одноименно заряжены, то суммарная емкость системы увеличивается, а энергия остается постоянной.

Пусть у нас есть два конденсатора с емкостями C1 и C2, заряженные напряжениями U1 и U2 соответственно. При соединении обкладок конденсаторов параллельно, образуется их эквивалентная емкость Cp, которую можно выразить через исходные емкости:

1/Cp = 1/C1 + 1/C2.

Суммарная заряженность Qp на эквивалентных обкладках будет равна сумме заряженностей каждого конденсатора:

Qp = Q1 + Q2 = C1 * U1 + C2 * U2.

Таким образом, изменение энергии системы ΔE можно выразить через изменение заряда ΔQ и напряжения ΔU:

ΔE = (1/2) * Cp * (ΔU^2 - U1^2 - U2^2).

Однако, в данной задаче оба конденсатора отключены от источника напряжения, поэтому ΔU = 0 и, следовательно, ΔE = 0. Таким образом, ответ на задачу равен 0.

Совет: Для лучшего понимания этой темы рекомендуется изучить основы параллельного и последовательного соединения конденсаторов, а также формулы, связанные с зарядом, напряжением и энергией конденсаторов.

Проверочное упражнение: Пусть у нас есть два конденсатора C1 = 4 мкФ и C2 = 6 мкФ, заряженные напряжениями U1 = 12 В и U2 = 8 В соответственно. Изменится ли энергия системы, если отключить оба конденсатора от источника напряжения и соединить их параллельно? Если да, то какое будет это изменение энергии? Если нет, то почему? Ответ представьте в Джоулях.