Три плоских конденсатора с одинаковыми геометрическими размерами (площадь обкладок S=600см, расстояние между обкладками d=1мм) соединили вначале последовательно, а затем параллельно. Конденсатор С1 содержит внутри диэлектрик воздух, конденсатор С2 – диэлектрик фарфор, а конденсатор С3 – диэлектрик парафин. Батарею конденсаторов подключают к источнику постоянного напряжения U=300 В.

Найти:

1) электроёмкость каждого конденсатора;

2) электроёмкость батареи конденсаторов Сбат;

3) заряд и напряжение на каждом конденсаторе. парафин фарфор.

1) Электроёмкость каждого конденсатора можно найти по формуле: C = ε₀S/d, где ε₀ - электрическая постоянная (8,85*10^-12 Ф/м), S - площадь обкладок, d - расстояние между обкладками.

Для конденсатора С1: C₁ = ε₀S/d = 8,85*10^-12 * 600/0,001 = 5,31*10^-8 Ф.

Для конденсатора С2: C₂ = ε₀S/d = 8,85*10^-12 * 600/0,001 = 5,31*10^-8 Ф.

Для конденсатора С3: C₃ = ε₀S/d = 8,85*10^-12 * 600/0,001 = 5,31*10^-8 Ф.

2) Электроёмкость батареи конденсаторов Сбат при последовательном соединении можно найти по формуле: 1/Cбат = 1/C₁ + 1/C₂ + 1/C₃.

1/Cбат = 1/5,31*10^-8 + 1/5,31*10^-8 + 1/5,31*10^-8 = 3/5,31*10^-8.

Cбат = 5,31*10^-8/3 = 1,77*10^-8 Ф.

При параллельном соединении электроёмкость батареи будет равна сумме электроёмкостей каждого конденсатора: Cбат = C₁ + C₂ + C₃ = 5,31*10^-8 + 5,31*10^-8 + 5,31*10^-8 = 1,59*10^-7 Ф.

3) Заряд на каждом конденсаторе можно найти по формуле: Q = CU, где C - электроёмкость, U - напряжение.

Для конденсатора С1: Q₁ = C₁U = 5,31*10^-8 * 300 = 1,59*10^-5 Кл.

Для конденсатора С2: Q₂ = C₂U = 5,31*10^-8 * 300 = 1,59*10^-5 Кл.

Для конденсатора С3: Q₃ = C₃U = 5,31*10^-8 * 300 = 1,59*10^-5 Кл.

Напряжение на каждом конденсаторе будет равно напряжению батареи U=300 В.