25. Электродинамика: расчетная задача высокого уровня: #215215
К изолированному заряженному конденсатору, имеющему электроемкость $C = 1 \space \text{нФ}$ и заряд $q = 12 \space \text{нКл},$ подключили параллельно незаряженный конденсатор электроемкостью $2C.$ Найдите установившееся напряжение на первом конденсаторе.
$1)$ При присоединении незаряженного конденсатора к заряженному будет происходить перетекание заряда до тех пор, пока напряжения на каждом из них не установится напряжение $U_1 = U_2 = U.$
$2)$ По закону сохранения заряда $q = q_1 + q_2,$ где заряд первого конденсатора станет равным $q_1 = CU,$ а второго конденсатора — $q_2 = 2CU.$
$3)$ Таким образом, получаем:
$$q = CU + 2CU = 3CU$$
$4)$ Откуда установившееся напряжение:
$$U = \dfrac{q}{3C}$$
$5)$ Подставляем числовые значения:
$$U = \dfrac{12 \cdot 10^{-9}}{3 \cdot 10^{-9}} = 4 \space \text{В}$$
Ответ: $4 \space \text{В}$ напряжение на первом конденсаторе.