Дана батарея конденсаторов, соединенных смешанным способом и подключенных к сети переменного тока напряжением 220В. По. 3

Дана батарея конденсаторов, соединенных смешанным способом и подключенных к сети переменного тока напряжением 220В. По заданным в таблице 1.1 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). Таблица 1.1. Параметры элементов №варианта Схема Емкость конденсаторов, мкФ С1 С2 С3 С4 С5 1 2 3 4 5 6 7 3 1.3 6 5 10 2 4 Рис.1.1. Схема электрической цепи для расчета смешенного соединения конденсаторов

Дано: - конденсаторы в батарее соединены смешанным способом, схема
изображена на рисунке 1.1;
- напряжение U = 220В;
- емкости конденсаторов: С1 = 6 мкФ, С2 = 5 мкФ, С3 = 10 мкФ, С4 = 2 мкФ, С5 = 4 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=110+12+14=0,85 мкФ-1
откуда находим общую емкость последовательно соединенных конденсаторов С3, С4, С5:
C345=11C345=10,85=1,176 мкФ
Таким образом, получим упрощенную схему, показанную на рис.1.2:
Рис.1.2. Схема после первого упрощения
1.2. Рассчитываем общую емкость конденсаторов C2 и C345, соединенных
параллельно по формуле
C2345=C345+C2=1,176+5=6,176 мкФ
Таким образом, получим упрощенную схему, показанную на рис.1.3:
Рис.1.3

. Схема после второго упрощения
1.3. Теперь эквивалентную общую емкость Сэкв батареи конденсаторов находим по формуле
Cэкв=C1∙C2345C1+C2345=6∙6,1766+6,176=3,043 мкФ
2.Определяем электрический заряд всей батареи конденсаторов
q=Cэкв∙U=3,043∙10-6∙220=6,695∙10-4 Кл
здесь Cэкв=3,043 мкФ=3,043∙10-6 Ф
2.1.В соответствии с упрощенной схемой рис.1.3 определяем заряд на конденсаторе С1
q1=q=6,695∙10-4 Кл
так как заряд, проходящий через последовательно соединенные конденсаторы, одинаков на всех конденсаторах.
3 Рассчитываем напряжения U на каждом из конденсаторов.
3.1