schoolФизика
verifiedРешено AI
Расчет начального тока в цепи с конденсатором
help_outlineУсловие задачи

lightbulbКраткий ответ
Начальный ток в ветви с резистором R2 сразу после замыкания ключа зависит от напряжения на конденсаторе, которое равно нулю. Поскольку uC(0+) = 0 В, ток i2(0+) определяется напряжением источника и сопротивлением R2.
Подробное решение
Дано:
\[ E = 10 \text{ В} \]
\[ R_1 = 5 \text{ Ом} \]
\[ R_2 = 5 \text{ Ом} \]
\[ C = 2 \cdot 10^{-6} \text{ Ф} \]
Найти: \( i_2(0_+) \) — начальное значение тока в ветви с резистором \( R_2 \).
Решение:
1. Рассматриваем состояние цепи до замыкания ключа. Так как ключ разомкнут, ток в цепи не течет, и конденсатор не заряжен. Следовательно, напряжение на конденсаторе в момент времени \( t = 0_- \) равно нулю:
\[ u_C(0_-) = 0 \text{ В} \]
2. Согласно первому закону коммутации, напряжение на конденсаторе не может измениться скачком. Поэтому в начальный момент после замыкания ключа (\( t = 0_+ \)) оно остается равным нулю:
\[ u_C(0_+) = u_C(0_-) = 0 \text{ В} \]
3. Так как конденсатор подключен параллельно резистору \( R_2 \), напряжение на этом резисторе в начальный момент также будет равно нулю:
\[ u_{R2}(0_+) = u_C(0_+) = 0 \text{ В} \]
4. По закону Ома для участка цепи определим ток \( i_2 \) в начальный момент времени:
\[ i_2(0_+) = \frac{u_{R2}(0_+)}{R_2} = \frac{0}{5} = 0 \text{ А} \]
Физический смысл: в начальный момент времени разряженный конденсатор ведет себя как короткое замыкание (его сопротивление равно нулю), поэтому весь ток \( i_1 \) устремляется в ветвь с конденсатором (\( i_3 \)), а ток в параллельной ветви с резистором \( R_2 \) равен нулю.
Ответ: d. 0 А