Два конденсатора с емкостями C1 = C и C2 = 3C соединены последовательно и подключены к источнику тока. Какое соотношение между напряжением u1 на первом конденсаторе и напряжением u2 на втором конденсаторе?

Физика 11 класс Электрические цепи конденсаторы ёмкость напряжение последовательное соединение физика 11 класс Новый

Для решения данной задачи нам нужно вспомнить основные свойства последовательного соединения конденсаторов.

Шаг 1: Определение общего заряда

При последовательном соединении конденсаторов заряд на каждом из них одинаковый. Обозначим заряд как Q. Таким образом, для обоих конденсаторов можно записать:

• Q = C1 * u1
• Q = C2 * u2

Где u1 и u2 — напряжения на первом и втором конденсаторе соответственно.

Шаг 2: Запись уравнений для зарядов

Так как заряды одинаковы, мы можем приравнять выражения для Q:

• C1 * u1 = C2 * u2

Теперь подставим значения емкостей C1 и C2:

• C1 = C
• C2 = 3C

Подставляя их в уравнение, получаем:

• C * u1 = 3C * u2

Шаг 3: Упрощение уравнения

Теперь можно упростить это уравнение, сократив C (при условии, что C не равно нулю):

• u1 = 3 * u2

Шаг 4: Вывод соотношения

Таким образом, мы получили соотношение между напряжениями:

• u1 : u2 = 3 : 1

Это означает, что напряжение на первом конденсаторе в 3 раза больше, чем на втором конденсаторе.