ID: 00019522
Найдите заряд q конденсатора ёмкостью C = 5 мкФ в цепи, схема которой изображена на рисунке. Сопротивления резисторов равны R_1 = 2 Ом, R_2 = 3 Ом, R_3 = 1 Ом, R_4 = 2{,}5 Ом, источник постоянного напряжения идеальный, U = 4 В.

Источник: ФИПИ
Прошло достаточно времени — ток установился, и через конденсатор он не течёт. Поэтому сначала рассчитаем токи и потенциалы в резистивной цепи, а затем найдём напряжение между обкладками конденсатора и заряд q = C U_C.
Ветвь с конденсатором «заперта». Резисторы R_1 и R_3 соединены последовательно (через них течёт один и тот же ток), и эта пара включена параллельно резистору R_2. Полученная группа соединена последовательно с R_4:
R_{13}=R_1+R_3=2+1=3 Ом,
R_{\text{п}}=\dfrac{R_{13}\,R_2}{R_{13}+R_2}=\dfrac{3\cdot 3}{3+3}=1{,}5 Ом,
R_{\text{общ}}=R_{\text{п}}+R_4=1{,}5+2{,}5=4 Ом.
Полный ток: I=\dfrac{U}{R_{\text{общ}}}=\dfrac{4}{4}=1 А — он целиком течёт через R_4. Напряжение на параллельном участке U_{\text{п}}=I R_{\text{п}}=1\cdot 1{,}5=1{,}5 В, поэтому ток в ветви R_1R_3 равен I_{13}=\dfrac{U_{\text{п}}}{R_{13}}=\dfrac{1{,}5}{3}=0{,}5 А.
Обкладки конденсатора подключены к узлу между R_1 и R_3 и к правому выводу R_4 (нижняя шина). Разность потенциалов между ними равна сумме падений на R_3 и R_4:
U_C=I_{13}R_3+I R_4=0{,}5\cdot 1+1\cdot 2{,}5=0{,}5+2{,}5=3 В.
q=C U_C=5\ \text{мкФ}\cdot 3\ \text{В}=15 мкКл.
Ответ: q=15 мкКл.
q = 15 мкКл