Zadanie 7.3.1.4
Wskazówka teoretyczna
Kondensator jest elementem obwodu elektrycznego zdolnym do gromadzenia energii w polu elektrycznym. Po doprowadzeniu napięcia stałego prąd w obwodzie z kondensatorem płynie do momentu naładowania kondensatora do wartości doprowadzonego napięcia.
Podczas ładowania kondensatora napięcie między okładzinami wzrasta proporcjonalnie do ładunku. Na jednej okładce gromadzi się ładunek dodatni, a na drugiej o takiej samej wartości ujemny. Między okładkami powstaje pole elektryczne. W polu elektrycznym kondensatora gromadzi się energia.
Naładowany kondensator, włączony równolegle do napięcia zasilania układu lub jego części, jest w stanie szybko oddać potrzebną ilość energii, jeżeli w danym momencie rośnie pobór prądu zasilania danego obwodu.
Informacja
Postaraj się samodzielnie rozwiązać zadanie. Możesz sprawdzić swój tok rozumowania, klikając w przyciski odsłaniające kolejne etapy proponowanego rozwiązania lub sprawdź od razu odpowiedź.
Dane i szukane
Dane:
- pojemność kondensatora \(C\),
- napięcie źródła \(E\),
- rezystancja wewnętrzna źródła \(R_w\),
- rezystancje rezystorów \(R_1\) oraz \(R_2\).
Szukane:
- wartość największego napięcia naładuje się kondensator \(U\),
- natężenia prądu płynącego w gałęzi obwodu, w której jest rezystor \(R_1\): \(I_1\).
Rozwiązanie
Przez gałąź zawierającą rezystor \(R_1\) nie płynie prąd, ponieważ kondensator przerywa obwód. Amperomierz podłączony do tej gałęzi wskaże zero, to znaczy \(I_1=0\).
Na zaciskach \(ab\) układu ustali się napięcie \(\displaystyle{U=I\cdot R_2=\frac{E}{R_w+R_2}\cdot R_2 }\). Jest to napięcie, do którego naładuje się kondensator.
Odpowiedź
Amperomierz wskaże zero, to znaczy \(I_1=0\). Napięcie, do którego naładuje się kondensator wynosi \(\displaystyle{U=\frac{E}{R_w+R_2}\cdot R_2 }\).