ЗАДАЧА 6 Конденсатор ёмкостью С = 60 пФ заряжают до напряжения о = 9 В от источника питания. Затем его при разомкнутом ключе соединяют с незаряженным конденсатором. Затем ключ замыкают. Чему будет равен установившийся заряд на конденсаторе ёмкостью 2С (рис. 4)?

Ответ: Q = 0.36 нКл

• Первоначальный заряд на конденсаторе емкостью C: \[Q_1 = CU = 60 \cdot 10^{-12} \cdot 9 = 540 \cdot 10^{-12} Кл = 0.54 \, нКл\]
• После соединения с незаряженным конденсатором емкостью 2C, общий заряд распределится между двумя конденсаторами. Общая емкость системы станет 3C: \[C_{общ} = C + 2C = 3C\]
• Напряжение на обоих конденсаторах после замыкания ключа будет одинаковым: \[U_{общ} = \frac{Q_1}{C_{общ}} = \frac{0.54 \, нКл}{3C} = \frac{0.54 \cdot 10^{-9}}{3 \cdot 60 \cdot 10^{-12}} = 3 В\]
• Заряд на конденсаторе емкостью 2C: \[Q = 2CU_{общ} = 2 \cdot 60 \cdot 10^{-12} \cdot 3 = 360 \cdot 10^{-12} Кл = 0.36 \, нКл\]

Ответ: Q = 0.36 нКл