第1题:
设这两个电容器的电容分别是C1和C2,则
当它们并联时,总电容是 C并=C1+C2
当它们串联时,总电容C串满足 1 / C串=(1 / C1)+(1 / C2)
即 20=C1+C2
1 / 4.8=(1 / C1)+(1 / C2)
由以上二式联立,求得 C1=12 μF,C2=8 μF
或 C1=8 μF,C2=12 μF
(即这两个电容分别是12微法、8微法)
第2题:
先假设这两个电容没有被击穿,求得它们各自得到的电压后,再来判断它们能否正常工作。
已知 U=360伏特,C1=100皮法,C2=400皮法,在它们没有击穿的时,C1得到电压是U1,C2得到电压是U2,那么有
U1+U2=U
C1*U1=C2*U2(串联电容器的电量是相等的)
即 U1+U2=360
100*U1=400*U2
由以上二式联立,求得 U1=288伏特,U2=72伏特
显然,U1>100伏特,电容器C1必然会击穿,它被击穿后,整个360伏特的电压就会直接加到电容器C2两端,使电容器C2接着被击穿,所以这两个电容器不能正常工作。
第3题:
(1)由电路结构可知,C2和C3并联的总电容是 C23=C2+C3=20+20=40 μF,
这个电容C23再与C1串联。
可见,总电容 C满足 1 / C=(1 / C1)+(1 / C23)
即 1 / C=(1 / 10)+(1 / 40)
得总电容是 C=8 μF
(2)当电路端电压 U=100伏特时,设C1的电压是U1,C2和C3的电压相等的,设为 U2=U3
则 U=U1+U2(把C2和C3并联后作一个电容看)
C1*U1=C23*U2
即 100=U1+U2
10*U1=40*U2
解得 U1=80伏特,U2=U3=20伏特
图中C1,C2,C3的值相等,那么它们的容抗也相等。
当K1、K2同时合上时,C3被短路,C3上的电压为零,C2与C1并联,C1向C2充电。在充电的过程中,C1上的电压要下降,C2上的电压要上升,待充电过程结束时,U1=U2。
当K1合上,K2断开时,C2、C3串联再与C1并联,C1向C2、C3充电。待充电过程结束时,U1=U2+U3。由于C2=C3,它们的容抗XC2=XC3,那么U2=U3,那么U1=2U2,或U1=2U3。也就是U2=U3=(U1)/2。
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