Определить заряд, напряжение и энергию каждого конденсатора с идеальным диэлектриком в схеме Рис.1, а, если емкости их С1 = 8 мкф, С2 = 5 мкф, С3 = 3 мкф, а общее напряжение U = 100 в.
Рис.1
Решение:
Такого типа задачу нужно решать, начав с определения эквивалентной емкости. Конденсаторы С2 и С3 соедены паралельно относительно точек 1, 2 схемы. Заменим эти два конденсатора одним с эквивалентной емкостью С2,3 (Рис.1, б). Получим:
В новой, упрощенной схеме между точками 1, 2 вместо двух конденсаторов включен один С2,3. Емкость его равна емкости двух конденсаторов С2 и С3. При такой замене распределение напряжений в схеме не изменилось, не изменился и общий заряд в системе.
По отношению к точкам 1 и 3 конденсаторы С2,3 и С1 соединены последовательно.
Заменим эти два конденсатора одним с эквивалентной емкостью С, которая является общей емкостью между точками 1 и 3 в схеме Рис.1,а. После замены получим схему Рис.1, в, где к зажимам источника напряжения (точки 1, 3) подключен один конденсатор.
Согласно известным формулам, имеем:
Общий заряд системы конденсаторов в схеме Рис.1, а
Общий заряд системы равен заряду конденсатора С1 и конденсатора С2,3:
Напряжение U2 является общим для конденсаторов С2 и С3. Заряды этих конденсаторов
Проверка:
Энергия электрического поля каждого конденсатора:
Энергия всей системы конденсаторов 