Определите количество теплоты, которое выделится на резисторе после замыкания ключа. Изначально конденсатор в цепи ключа заряжен до напряжения Е в полярности, указанной на рисунке. ЭДС источника 40 В, емкости С=20 мкФ, источник идеальный.




После замыкания ключа конденсатор С2, учитывая полярность его заряда, должен перезарядиться до напряжения Е в противоположной полярности - т.е. отдать начальный заряд q=CE и потом столько же получить, но в противоположной полярности. Разряд С2 будет происходить через цепь источника Е и резистор, а также через  конденсатор С1 за счет его частичного разряда.    Но в любом случае конечное состояние схемы - каждый из  конденсаторов  заряжен до q=CE.  Заметим, что заряды конденсаторов до замыкания ключа и после замыкания ключа в конечном  состоянии по величине одинаковы. И понятно, что все заряды-разряды за счет энергии источника Е.  Таким образом, количество тепловой энергии на резисторе будет равно удвоенной энергии электрического заряда (перезаряда) С2.

$Q=\frac{2CE^2}{2}=CE^2$

Комментарии