Номер 5, страница 118 - гдз по физике 9 класс учебник Изергин

Глава IV. Электромагнитные колебания и волны. Параграф 23. Конденсатор - номер 5, страница 118.

Условие.

5. Два конденсатора с различной электрической ёмкостью поочерёдно подключили к одному и тому же источнику электрического тока. Одинаковый ли заряд оказался на пластинах этих конденсаторов? Одинаковое ли напряжение оказалось на клеммах конденсаторов?

Решение.

Решение

Пусть имеются два конденсатора с различными электрическими ёмкостями $C_1$ и $C_2$. Согласно условию задачи, их ёмкости не равны: $C_1 \ne C_2$. Конденсаторы поочередно подключают к одному и тому же источнику электрического тока, который характеризуется постоянным напряжением $\text{U}$.

Одинаковый ли заряд оказался на пластинах этих конденсаторов?

Связь между зарядом конденсатора $\text{q}$, его ёмкостью $\text{C}$ и напряжением на его обкладках $U_{конд}$ выражается формулой:
$q = C \cdot U_{конд}$
Когда конденсатор подключается к источнику, он заряжается до тех пор, пока напряжение на нём не станет равным напряжению источника, то есть $U_{конд} = U$.
Таким образом, заряд на первом конденсаторе будет равен: $q_1 = C_1 \cdot U$.
А заряд на втором конденсаторе: $q_2 = C_2 \cdot U$.
Поскольку по условию ёмкости конденсаторов различны ($C_1 \ne C_2$), а напряжение источника $\text{U}$ для обоих случаев одинаково, то и заряды, накопленные на конденсаторах, будут различны ($q_1 \ne q_2$).

Ответ: Нет, заряд на пластинах конденсаторов оказался разным. Конденсатор с большей ёмкостью накопил больший заряд.

Одинаковое ли напряжение оказалось на клеммах конденсаторов?

При подключении конденсатора к источнику постоянного напряжения (например, к батарее), он начинает заряжаться. Процесс зарядки продолжается до тех пор, пока разность потенциалов между обкладками конденсатора не уравняется с напряжением источника. После этого ток в цепи прекращается, и говорят, что конденсатор полностью заряжен.
Так как оба конденсатора поочередно подключали к одному и тому же источнику с напряжением $\text{U}$, то после полной зарядки напряжение на клеммах каждого из них станет равным напряжению источника $\text{U}$.
Следовательно, напряжение на первом конденсаторе $U_1 = U$ и на втором $U_2 = U$, а значит $U_1 = U_2$.

Ответ: Да, напряжение на клеммах конденсаторов оказалось одинаковым и равным напряжению источника тока.