Задача #1016 ← →

В цепи, по­ка­зан­ной на ри­сун­ке, кон­ден­са­тор ем­ко­стью вна­ча­ле за­ря­жен до на­пря­же­ния а кон­ден­са­тор ем­ко­стью раз­ря­жен. До ка­ко­го мак­си­маль­но­го на­пря­же­ния мо­жет за­ря­дить­ся кон­ден­са­тор в про­цес­се ко­ле­ба­ний, воз­ни­ка­ю­щих в цепи по­сле за­мы­ка­ния клю­ча? По­те­ря­ми в со­еди­ни­тель­ных про­во­дах и в ка­туш­ке ин­дук­тив­но­сти пре­не­бречь.

Решение

При­ме­ча­ние

Не­ис­ку­шен­но­му взгля­ду мо­жет по­ка­зать­ся, что меж­ду кон­ден­са­то­ра­ми нет ка­туш­ки, что при­ве­дет к мгно­вен­но­му вы­рав­ни­ва­нию на­пря­же­ний на них.

Од­на­ко ка­туш­ка не­со­мнен­но есть меж­ду кон­ден­са­то­ра­ми. За­ряд, же­ла­ю­щий по­пасть с пра­вой пла­сти­ны на ле­вую пла­сти­ну не мо­жет рас­по­ря­жать­ся со­бой в от­ры­ве от за­ря­дов, бе­гу­щих в это же вре­мя меж­ду остав­ши­ми­ся дву­мя пла­сти­на­ми кон­ден­са­то­ров. А уж эти за­ря­ды не­со­мнен­но бе­гут че­рез ка­туш­ку.

В ито­ге си­ту­а­ция по­лу­ча­ет­ся сле­ду­ю­щая: раз­ря­жа­ет­ся, уве­ли­чи­вая ток че­рез ка­туш­ку до тех пор, пока на­пря­же­ние на кон­ден­са­то­рах не срав­ня­ет­ся (рав­но­ве­сие дан­ной си­сте­мы). Как толь­ко на­сту­пи­ло рав­но­ве­сие, ток че­рез ка­туш­ку мак­си­ма­лен. Ис­чез­нуть мгно­вен­но он не мо­жет, по­это­му за­ряд на про­дол­жа­ет убы­вать, а за­ряд на — воз­рас­тать. Ко­гда ток в ка­туш­ке ис­чез­нет, за­ряд (и на­пря­же­ние) на и бу­дет мак­си­маль­ным.

Ответ