ID: 00017756
На рисунке изображена схема электрической цепи, состоящей из последовательно соединённых источника постоянного напряжения с ЭДС 5 В и пренебрежимо малым внутренним сопротивлением, резистора сопротивлением 2 Ом, конденсатора ёмкостью 4 мкФ и ключа.
В начальный момент времени ключ разомкнут, конденсатор не заряжен. Определите электрическую энергию конденсатора через большое время, прошедшее после замыкания ключа. Ответ запишите в микроджоулях.
Источник: ФИПИ
Идея. Через большое время после замыкания ключа конденсатор полностью зарядится, и ток в цепи прекратится (I=0).
Шаг 1. Раз ток равен нулю, на резисторе нет падения напряжения (U_R=IR=0). Значит всё напряжение источника приходится на конденсатор: U_C=\varepsilon=5 В.
Шаг 2. Энергия заряженного конденсатора: W=\dfrac{CU_C^2}{2}=\dfrac{4\cdot10^{-6}\cdot5^2}{2}=50\cdot10^{-6} Дж =50 мкДж.
Ответ: 50.