Астрофизический портал | |
|
Ток в батарее и количество теплоты (13 марта 2009)
satarov - 13 марта, 2009 - 20:29
В электрической цепи, представленной на рисунке, диоды D1 и D2 идеальные. Считая параметры элементов цепи известными, определить:
1) ток через батарею сразу после замыкания ключа K,
2) количество теплоты, выделишееся в схеме после замыкания ключа K.
Внутренним сопротивлением батареи пренебречь. (Ответы: 1) I = Ε/R1, 2) Q = C1Ε2/2)
Объясните, пожалуйста, все процессы, происходящие в данной цепи. Заранее спасибо!
Источник: вступительные экзамены в МФТИ, 2001 год, билет 5.
- версия для печати
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Комментарии
Сразу после замыкания ток пойдет по маршруту R1 − D2 − C2 − C1.
Ток через D1 не пойдет, т.к. диод включен против тока. Через Ro или R2 тоже не пойдет, т.к. в начальный момент сопротивление участка D2 − C2 равно 0 и ток не пойдет через сопротивления, когда есть возможность пойти без сопротивления вообще.
Записав закон Ома, получим ответ на первый вопрос.
Через длительное время заряженым останется только конденсатор С1, т.к. С2 неизбежно разрядится через резисторы Ro и R2. Заряд конденсатора C1 равен q = U/C1, а его энергия — Wc = C1U2/2. При этом источник совершил работу A = Uq = C1U2. В системе выделится тепло Q = A − W = C1U2/2.
Конденсаторы соединены последовательно, почему тогда С1 зарядится до СE2/2?
Но в нашем случае конденсаторы изначально не были заряжены. И С2 не вносит никаких поправок в тепло, т.к. "до" его энергия была 0, а "после" тоже 0.