Потребуется ли одинаковое количество энергии для зарядки конденсатора с 0 до 10 В и с 10 до 20 В?

Физика 11 класс Энергия конденсатора зарядка конденсатора энергия конденсатора напряжение конденсатора работа конденсатора физика 11 класс Новый

Чтобы ответить на этот вопрос, давайте вспомним формулу для энергии, хранящейся в конденсаторе. Энергия (W) в конденсаторе рассчитывается по формуле:

W = (1/2) * C * U^2

где W - энергия, C - ёмкость конденсатора, U - напряжение на конденсаторе.

Теперь рассмотрим два случая:

1. Зарядка с 0 до 10 В:
• Первоначальное напряжение U1 = 0 В
• Конечное напряжение U2 = 10 В
• Энергия, запасенная в конденсаторе при 10 В:
• W1 = (1/2) * C * (10^2) = (1/2) * C * 100 = 50C
2. Зарядка с 10 до 20 В:
• Первоначальное напряжение U1 = 10 В
• Конечное напряжение U2 = 20 В
• Энергия, запасенная в конденсаторе при 20 В:
• W2 = (1/2) * C * (20^2) = (1/2) * C * 400 = 200C
• Энергия, запасенная в конденсаторе при 10 В:
• W1 = (1/2) * C * (10^2) = 50C
• Таким образом, энергия, необходимая для зарядки с 10 до 20 В:
• ΔW = W2 - W1 = 200C - 50C = 150C

Теперь сравним количество энергии, необходимое для зарядки конденсатора:

• Для зарядки с 0 до 10 В требуется 50C.
• Для зарядки с 10 до 20 В требуется 150C.

Вывод: Энергия, необходимая для зарядки конденсатора с 10 до 20 В, больше, чем энергия, необходимая для зарядки с 0 до 10 В. Таким образом, одинаковое количество энергии не потребуется.