В цепи с1=104 пФ, с2= 3*104 пФ, с3= 4*104 пФ, с4=5*104 пФ, U= 100 В. Определить эквивалентную емкость всей цепи, а также, заряд, напряжение и энергию электрического поля конденсаторов и всей цепи.

Добрый день! Давайте решим задачу!

Для начала, определим эквивалентную емкость всей цепи. В данном случае, цепь представляет собой последовательное соединение четырех конденсаторов. В таком случае, эквивалентная емкость будет равна сумме емкостей каждого конденсатора:

C_eq = C1 + C2 + C3 + C4
C_eq = 104 пФ + 3*104 пФ + 4*104 пФ + 5*104 пФ
C_eq = 104 пФ + 312 пФ + 416 пФ + 520 пФ
C_eq = 1352 пФ

Теперь, давайте рассчитаем заряд каждого конденсатора. Заряд на конденсаторе вычисляется по формуле Q = C * U, где Q - заряд, C - емкость, U - напряжение:

Q1 = C1 * U
Q1 = 104 пФ * 100 В
Q1 = 10400 пКл

Q2 = C2 * U
Q2 = 3*104 пФ * 100 В
Q2 = 31200 пКл

Q3 = C3 * U
Q3 = 4*104 пФ * 100 В
Q3 = 41600 пКл

Q4 = C4 * U
Q4 = 5*104 пФ * 100 В
Q4 = 52000 пКл

Теперь рассчитаем напряжение каждого конденсатора. Для этого воспользуемся формулой U = Q / C:

U1 = Q1 / C1
U1 = 10400 пКл / 104 пФ
U1 = 100 В

U2 = Q2 / C2
U2 = 31200 пКл / 3*104 пФ
U2 = 100 В

U3 = Q3 / C3
U3 = 41600 пКл / 4*104 пФ
U3 = 100 В

U4 = Q4 / C4
U4 = 52000 пКл / 5*104 пФ
U4 = 100 В

Итак, напряжение на каждом конденсаторе идентично и равно 100 В.

Теперь рассчитаем энергию электрического поля каждого конденсатора. Энергия электрического поля вычисляется по формуле W = (1/2) * C * U^2:

W1 = (1/2) * C1 * U1^2
W1 = (1/2) * 104 пФ * (100 В)^2
W1 = 5.2 мкДж

W2 = (1/2) * C2 * U2^2
W2 = (1/2) * 3*104 пФ * (100 В)^2
W2 = 15.6 мкДж

W3 = (1/2) * C3 * U3^2
W3 = (1/2) * 4*104 пФ * (100 В)^2
W3 = 20.8 мкДж

W4 = (1/2) * C4 * U4^2
W4 = (1/2) * 5*104 пФ * (100 В)^2
W4 = 26 мкДж

Все эти значения являются энергией в каждом конденсаторе.

Наконец, рассчитаем энергию электрического поля всей цепи. Для этого просуммируем энергии электрического поля каждого конденсатора:

W_eq = W1 + W2 + W3 + W4
W_eq = 5.2 мкДж + 15.6 мкДж + 20.8 мкДж + 26 мкДж
W_eq = 67.6 мкДж

Итак, эквивалентная емкость всей цепи равна 1352 пФ, заряд каждого конденсатора равен 10400 пКл, напряжение на каждом конденсаторе равно 100 В, энергия электрического поля в каждом конденсаторе составляет 5.2 мкДж, 15.6 мкДж, 20.8 мкДж и 26 мкДж соответственно, а энергия электрического поля всей цепи равна 67.6 мкДж.