Дана батарея конденсаторов, соединенных смешанным способом и подключенных к сети переменного тока напряжением 220В. По. 2

Дана батарея конденсаторов, соединенных смешанным способом и подключенных к сети переменного тока напряжением 220В. По заданным параметрам рассчитать: 1) Эквивалентную емкость батареи конденсаторов(Cэкв). 2) Заряд каждого конденсатора (q1, q2, q3, q4, q5). 3) Энергию каждого конденсатора (W1, W2, W3, W4, W5). Рис.1.1. Схема электрической цепи

Дано: - конденсаторы в батарее соединены смешанным способом, схема
изображена на рисунке 1.1;
- напряжение U = 220В;
- емкости конденсаторов: С1 = 20 мкФ, С2 = 20 мкФ, С3 = 20 мкФ, С4 = 20 мкФ, С5 = 5 мкФ.
Рассматриваемая батарея конденсаторов имеет смешанное соединение. Решаем методом свертывания.
1.Определяем эквивалентную емкость всей цепи
1.1. Определяем общую емкость последовательно соединенных конденсаторов С3, С4, С5
1C345=1C3+1C4+1C5=120+120+15=0,3 мкФ-1
откуда находим общую емкость последовательно соединенных конденсаторов С3, С4, С5:
C345=11C345=10,3=3,333 мкФ
Таким образом, получим упрощенную схему, показанную на рис.1.2:
Рис.1.2
1.2. Рассчитываем общую емкость конденсаторов C345 и C2, соединенных
параллельно по формуле
C2345=C345+C2=3,333+20=23,333 мкФ
Таким образом, получим упрощенную схему, показанную на рис.1.3:
Рис.1.3
1.3

. Теперь эквивалентную общую емкость Сэкв батареи конденсаторов находим по формуле
Cэкв=C1∙C2345C1+C2345=20∙23,33320+23,333=10,769 мкФ
2.Определяем электрический заряд всей батареи конденсаторов
q=Cэкв∙U=10,769 ∙10-6∙220=2,369∙10-3 Кл
здесь Cэкв=10,769 мкФ=10,769∙10-6 Ф
2.1.В соответствии с упрощенной схемой рис.1.3 определяем заряд на конденсаторе С1
q1=q=2,369∙10-3 Кл, т.е.
заряд, проходящий через последовательно соединенные конденсаторы, одинаков на всех конденсаторах.
3 Рассчитываем напряжения U на каждом из конденсаторов.
3.1