Какое изменение энергии системы произойдет, если заряженные конденсаторы емкостью C1=2 мкФ и C2=3 мкФ, соединенные

Ледяной_Взрыв

14

Для решения этой задачи нам необходимо учитывать сохранение заряда в системе.

Первый шаг: Заряд конденсатора можно найти, используя формулу Q = C * U, где Q - заряд, C - емкость, U - разность потенциалов.

Для первого конденсатора C1 с емкостью 2 мкФ и разностью потенциалов U = 1000 В:

Q1 = C1 * U = 2 * 10^-6 Ф * 1000 В = 0.002 Кл

Для второго конденсатора C2 с емкостью 3 мкФ и разностью потенциалов U = 1000 В:

Q2 = C2 * U = 3 * 10^-6 Ф * 1000 В = 0.003 Кл

Второй шаг: При последовательном соединении конденсаторов, разность потенциалов на конденсаторах одинакова и равна их сумме:

U_total = U1 + U2 = 1000 В + 1000 В = 2000 В

Третий шаг: Когда обкладки конденсаторов соединены параллельно, заряды конденсаторов складываются:

Q_total = Q1 + Q2 = 0.002 Кл + 0.003 Кл = 0.005 Кл

Четвертый шаг: Используя формулу для энергии конденсатора E = (1/2) * C * U^2, найдем изменение энергии системы. Для первоначального состояния:

E1 = (1/2) * C1 * U^2 = (1/2) * 2 * 10^-6 Ф * (1000 В)^2 = 1 Дж

И для конечного состояния, когда обкладки соединены параллельно:

E2 = (1/2) * C_total * U_total^2 = (1/2) * (C1 + C2) * (U_total)^2 = (1/2) * (2 * 10^-6 Ф + 3 * 10^-6 Ф) * (2000 В)^2 = 2.4 * 10^-2 Дж

Изменение энергии системы (E_total) будет равно разности этих энергий:

∆E = E2 - E1 = 2.4 * 10^-2 Дж - 1 Дж = -0.976 Дж

Ответ: Изменение энергии системы составляет -0.976 Дж.