Параграф 33 Ответы на вопросы ГДЗ Мякишев 11 класс (Физика)

2. Выделяется ли энергия в цепи, содержащей только конденсатор, если активным сопротивлением цепи можно пренебречь?
3. Выключатель цепи представляет собой своего рода конденсатор. Почему же выключатель надежно размыкает цепь?

Решение

1. Для цепи переменного тока с конденсатором действующие значения силы тока и напряжения связаны законом Ома для ёмкостной цепи:

$$I=\frac{U}{X_C}, \qquad X_C=\frac{1}{\omega C}$$

где $$X_C$$ — ёмкостное сопротивление конденсатора.

2. В цепи, содержащей только конденсатор и при пренебрежимо малом активном сопротивлении, энергия не выделяется. В течение четверти периода конденсатор заряжается, и энергия запасается в его электрическом поле; в следующую четверть периода при разрядке эта энергия возвращается в сеть. Поэтому среднее выделение энергии отсутствует.

3. Выключатель можно рассматривать как конденсатор с очень малой ёмкостью: расстояние между контактами мало, площадь контактов мала, а диэлектриком служит воздух. Поэтому при размыкании цепи ток через такой «конденсатор» практически не проходит, и колебания в цепи быстро затухают. Выключатель надёжно размыкает цепь.

Ответ: 1) $$I=\frac{U}{X_C}$$, где $$X_C=\frac{1}{\omega C}$$; 2) нет; 3) из-за очень малой ёмкости выключателя ток при размыкании практически отсутствует.