Привет! Давай разберёмся с задачей.
У нас есть три конденсатора с ёмкостями:
- \(C_1 = 60\) пФ
- \(C_2 = 20\) пФ
- \(C_3 = 30\) пФ
Эти конденсаторы соединены последовательно. При последовательном соединении:
- Общая ёмкость рассчитывается по формуле \(\frac{1}{C_{эк}} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2} + \frac{1}{C_3}\).
- Заряд на каждом из конденсаторов одинаков: \(Q_1 = Q_2 = Q_3 = Q\).
- Напряжение на каждом из конденсаторов: \(U_1 = \frac{Q}{C_1}\), \(U_2 = \frac{Q}{C_2}\), \(U_3 = \frac{Q}{C_3}\).
Ты дал, что общее напряжение \(U = 1,2 \times 10^{-9}\). Также требуется найти энергию \(W\).
Шаги решения:
Найти общую ёмкость \(C_{эк}\):
\[ \frac{1}{C_{эк}} = \frac{1}{60} + \frac{1}{20} + \frac{1}{30} \]
\[ \frac{1}{C_{эк}} = \frac{1}{60} + \frac{3}{60} + \frac{2}{60} = \frac{6}{60} \]
\[ C_{эк} = \frac{60}{6} = 10 \, \text{пФ} \]
Найти общий заряд \(Q\):
\(Q = U \times C_{эк} = 1,2 \times 10^{-9} \times 10 \times 10^{-12} = 1,2 \times 10^{-20} \, \text{Кл}\)
Найти напряжения на каждом конденсаторе:
\[ U_1 = \frac{Q}{C_1} = \frac{1,2 \times 10^{-20}}{60 \times 10^{-12}} = 2 \times 10^{-10} \, \text{В} \]
\[ U_2 = \frac{Q}{C_2} = \frac{1,2 \times 10^{-20}}{20 \times 10^{-12}} = 6 \times 10^{-10} \, \text{В} \]
\[ U_3 = \frac{Q}{C_3} = \frac{1,2 \times 10^{-20}}{30 \times 10^{-12}} = 4 \times 10^{-10} \, \text{В} \]
Энергия системы \(W\):
\[ W = \frac{1}{2} C_{эк} U^2 = \frac{1}{2} \times 10 \times 10^{-12} \times \left(1,2 \times 10^{-9}\right)^2 \]
Проверь все шаги и если что-то непонятно, пиши, разберем подробнее!