<meta name="keywords" content="решение, савченко, оливер, яковлевич, о.я., сборник задач по физике, решебник">
<meta name="description" content="Решение задачника Савенко О.Я.">
<meta http-equiv="content-language" content="ru">
<meta charset="utf-8">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
<meta property="og:title" content="Решебник Савченко"/>
<meta property="og:image" content="img/logo.png">
<meta property="og:description" content="Сайт с решениями задач из сбоника задач Савенко О.Я.">
<meta name="yandex-verification" content="6cfda41f74038368" />
<link rel="stylesheet" type="text/css" href="/css/css-latex/style.css">
<link rel="icon" href="/img/logo.png" type="image/png" />
<script src="/js/jquery-1.10.1.min.js"></script>
<script type="text/javascript" async
src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/mathjax/2.7.7/MathJax.js?config=TeX-MML-AM_CHTML">
</script>
<!-- MathJax configuration -->
<script type="text/x-mathjax-config">
MathJax.Hub.Config({
extensions: ['tex2jax.js'],
jax: ['input/TeX','output/HTML-CSS'],
tex2jax: {
inlineMath: [ ['$','$'], ['\\\(','\\\)'] ],
processEscapes: true,
processClass: 'tex2jax',
ignoreClass: 'html'
},
showProcessingMessages: false,
messageStyle: 'none'
});
</script>
</head>
<body style="">
<div class="container row">
<div class="col flash"> <header class = "margin-main" style="text-align:center;">
<h2>Решение задач из Савченко О.Я.</h2>
<p class="author">
Aliaksandr Melnichenka <br/>
October 2023
</p>
</header>
</div>
<div id="main" class="col col-lg-9">
<div class="row">
<div class="col caption">
<h2>
<a href="/ru#8.4">←Назад</a>
</h2>
</div>
</div>
<div id="1" class="row odd">
<div class="col col-lg-12">
<h3>
Условие:
</h3>
<div class="task">
<p>
\\(8.4.8.\\) Диод имеет вольт-амперную характеристику, изображенную на рисунке. При напряжении $V_0$ диод открывается. Конденсатор вначале не заряжен.
Какое количество теплоты выделится на сопротивлении после замыкания ключа?
<div style="">
<img class="Statement" src="8.4.8.png">
</div>
<hr>
<h3>
Решение:
</h3>
<div class="solutions">
<p class="TxtSolutions">
Рассмотрим случай, когда ЭДС батареи $\mathcal{E} > U_{0}$. Пусть сразу после замыка ния ключа ток в цепи равен $I_0$. Закон Ома для замкнутой цепи в этом случае будет иметь вид $\mathcal{E} = U_{0} + I_{0}R$, откуда $I_{0} = \frac{ \mathcal{E} - U_{0}}{R}$. Появившийся ток в цепи начнет заряжать конденсатор но по мере зарядки ток будет уменьшаться, и при напряжении на конденсаторе, равном $\mathcal{E} - U_{0}$, ток в цепи прекратится. Это будет новое стационарное состояние: ток $I=0$, а заряд на конденсаторе<br><br>
$$q = C( \mathcal{E} - U_{0} )$$
За время зарядки конденсатора батарея совершит работу
$$A = C( \mathcal{E} - U_{0}) \mathcal{E}$$
Часть этой работы пойдет на работу по преодолению разности потенциалов $U_0$ внутреннею электрического поля диода: <br><br>
$$A_{д} = qU_{0} = C( \mathcal{E} - U_{0})U_{0}$$
Вторая часть работы перейдет в энергию, запасенную конденсатором:
$$W_{к} = \frac{q^{2} }{2C} = \frac{C( \mathcal{E} - U_{0} )^{2} }{2}$$
И наконец, оставшаяся часть работы выделится в виде тепла в резисторе:
$$Q = A - A_{д} - W_{к} $$
$$Q = C( \mathcal{E} - U_{0} ) \mathcal{E} - C( \mathcal{E} - U_{0} )U_{0} - \frac{C ( \mathcal{E} - U_{0})^{2} }{2}$$
После перегрупировки
$$Q = C( \mathcal{E} - U_{0} ) \left ( \mathcal{E} - U_{0} - \frac{ \mathcal{E} - U_{0} }{2} \right ) = \frac{C ( \mathcal{E} - U_{0} )^{2} }{2}$$
</p>
</div>
<h3>
Ответ:
</h3>
<p>
$$W=C({E}-V_0)^2/2, \mathcal{E}>V_0;\quad W=0, \mathcal{E} < V_0$$
</p>
</div>
</div>
</div> <footer class="row container">
<br>
<p>
<small> © <strong>Savchenko Solutions</strong>, 2023-2024 <br></small>
</p>
<p>
<small>Все права принадлежат авторам. <br> Коммерческое использование материалов — с письменного разрешения авторов. <br> aliaksandr@savchenkosolutions.com <br></small>
</p>
</footer>
<script type="text/javascript" src="/js/bootstrap-affix.js"></script>
<script type="text/javascript">
$(function(){
setTimeout(function () {
$('.back-to-top').affix();
}, 100);
});
</script>
</body>