Gelöste Probleme in der Grundlagenphysik

1. Gase in einem geschlossenen Behälter haben anfänglich das Volumen V und den Druck P. Wenn der Enddruck 4P beträgt und das Volumen konstant bleibt, wie groß ist dann das Verhältnis der anfänglichen kinetischen Energie zur endgültigen kinetischen Energie?

Bekannt:

Anfangsdruck (P ₁ ) = P

Enddruck (P₂ ₎ = 4P

Anfangsvolumen (V ₁ ) = V

Endvolumen (V ₂ ) = V

Gesucht: Das Verhältnis der anfänglichen kinetischen Energie zur endgültigen kinetischen Energie (K E ₁ : K E ₂ )

Lösung:

Die Beziehung zwischen Druck (P), Volumen (V) und kinetischer Energie (KE) idealer Gase :

Das Verhältnis der anfänglichen kinetischen Energie zur endgültigen kinetischen Energie:

[irp]

2. Wie groß ist die durchschnittliche translatorische kinetische Energie der Moleküle in einem idealen Gas bei 57 ^° C?

Bekannt:

Temperatur des Gases (T) = 57 ^° C + 273 = 330 Kelvin

Boltzmann -Konstante (k) = 1.38 x 10 ^-23 Joule/Kelvin

Gesucht: Die durchschnittliche translatorische kinetische Energie

Lösung:

Der Zusammenhang zwischen kinetischer Energie (KE) und der Temperatur des Gases (T):

Die mittlere translatorische kinetische Energie:

[irp]

3. Ein Gas mit einer Temperatur von 27 ^° C befindet sich in einem geschlossenen Behälter . Wenn sich die kinetische Energie des Gases verdoppelt, beträgt die Endtemperatur des Gases…

Bekannt:

Anfangstemperatur (T₁ ₎ = 27 ^° C + 273 = 300 K

Anfangskinetische Energie = KE

Endgültige kinetische Energie = 4 K E

Gesucht: Die Endtemperatur (T ₂ )

Lösung:

[irp]

4. Ein ideales Gas befindet sich in einem geschlossenen Behälter und wird so erhitzt, dass die mittlere Endgeschwindigkeit der Gasteilchen das Dreifache der mittleren Anfangsgeschwindigkeit beträgt. Beträgt die Anfangstemperatur des Gases 27 ^° C, so ist die Endtemperatur des idealen Gases …

Bekannt:

Anfangstemperatur = 27 ^° C + 273 = 300 Kelvin

Anfangsgeschwindigkeit = v

Endgeschwindigkeit = 2v

Gesucht : Die Endtemperatur eines idealen Gases

Lösung:

Die finale Durchschnittsgeschwindigkeit entspricht dem Doppelten der anfänglichen Durchschnittsgeschwindigkeit.

[irp]

5. Drei Mol eines Gases befinden sich in einem Volumen von 36 Litern. Jedes Gasmolekül besitzt eine kinetische Energie von 5 × ^10⁻²¹ Joule. Die universelle Gaskonstante beträgt 8.315 J/(mol·K) und die Boltzmann-Konstante 1.38 × 10⁻²³ ^J /K. Wie hoch ist der Gasdruck im Behälter?

Bekannt:

Anzahl der Mol (n) = 3 Mol

Volumen = 36 Liter = 36 dm³ ^{= 36} × ^10⁻³ m³

Boltzmann-Konstante (k) = 1.38 x 10 ^-23 J/K

Kinetische Energie (KE) = 5 x 10 ^–21 Joule

Universelle Gaskonstante (R) = 8.315 J/mol·K

Gesucht : Gasdruck (P)

Lösung:

Die Temperatur wird mithilfe der Gleichung für die kinetische Energie des Gases berechnet.

Berechnen Sie den Gasdruck mithilfe der Gleichung des idealen Gasgesetzes (in Mol, n):

PV = n RT

P (36 x 10 ^-3 ) = (3)(8.315)(241.5)

P (36 x 10 ^-3 ) = 6024.22

Der Gasdruck beträgt 1.67 x ^10⁵ Pascal oder 1.67 Atmosphären.

Weiterlesen

1. Ein Gas in einem geschlossenen Behälter hat anfänglich das Volumen V und die Temperatur T. Die Endtemperatur beträgt 5/4T und der Enddruck 2P. Wie groß ist das Endvolumen des Gases?

Bekannt:

Anfangsvolumen (V ₁ ) = V

Anfangstemperatur (T ₁ ) = T

Endtemperatur (T ₂ ) = 5/4 T

Anfangsdruck (P ₁ ) = P

Enddruck (P₂ ₎ = 2P

Gesucht: Letzter Band (V ₂ )

Lösung:

[irp]

2. Bestimmen Sie das Volumen von 2.00 mol eines idealen Gases unter Normalbedingungen (STP).

Bekannt:

Stoffmenge des Gases (n) = 2 Stoffmenge des Eises

Standardtemperatur (T) = 0 ^° C = 0 + 273 = 273 Kelvin

Standarddruck (P) = 1 atm = 1.013 x ^10⁵ Pa

Universelle Gaskonstante (R) = 8.315 Joule/mol e .Kelvin

Gesucht : Volumen der Gase (V)

Lösung:

Gleichung des idealen Gasgesetzes (in Mol, n)

Das Volumen von 2 Mol Gasen beträgt 44.8 Liter.

Das Volumen von 1 Mol Gasen beträgt 45.4 Liter / 2 = 22.4 Liter.

Das Volumen von 1 Mol eines beliebigen Gases beträgt 22.4 Liter.

[irp]

3. 4 Liter Sauerstoffgas befinden sich in einem geschlossenen Behälter und haben eine Temperatur von 27 °C und einen Druck von 2 atm (1 atm = 10⁵ Pa ). Die universelle Gaskonstante (R) beträgt 8.314 J·mol⁻¹ · K⁻¹ und die Avogadro-Konstante ( N A  ) 6.02 × 10²³ Moleküle/mol . Wie viele Sauerstoffmoleküle befinden sich im Behälter?

Bekannt:

Gasvolumen (V) = 4 Liter = 4 dm³ ^{= 4} × ^10⁻³ m³

Temperatur der Gase (T) = 27 ^° C = 27 + 273 = 300 Kelvin

Gasdruck (P) = 2 atm = 2 x ^10⁵ Pa

Universelle Gaskonstante (R) = 8.314 J ^{· mol⁻¹} · K⁻¹

Avogadro-Konstante (N_{_A} ) = 6.02 x 10^²³

Gesucht : Welche Sauerstoffmoleküle befinden sich im Behälter (N)?

Lösung:

In 1 Mol Sauerstoffgas befinden sich 1.93 x 10²³ ^{Sauerstoffmoleküle}.

[irp]

4. Ein Behälter mit Neongas (Ne, Atommasse = 20 u) unter Normalbedingungen (Standardtemperatur und -druck ) hat ein Volumen von 2 m³ ^. Bestimmen Sie die Masse des Neongases!

Bekannt:

Atommasse von Neon = 20 g/mol e = 0,02 kg/mol e

Standardtemperatur (T) = 0 ^° C = 273 Kelvin

Standarddruck (P) = 1 atm = 1.013 x ^10⁵ Pascal

Volumen (V) = 2 ^m³

Gesucht : Masse (m) Neongas

Lösung:

Bei Standardtemperatur und -druck (STP), 1 mole jeglichen Gasen, einschließlich Neongas, haben Volumen 22.4 Liters = 22.4 dm³ = 0.0448 m³.

Im Volumen von 2 m³ befinden ^sich 44.6 Mol Neongas.

Die relative Atommasse von Neongas beträgt 20 Gramm/Mol.

Das bedeutet, dass in 1 Mol 20 Gramm oder 0.02 kg Neongas enthalten sind. Da in 1 Mol 0.02 kg Neongas enthalten sind, entsprechen 44.6 Mol 44.6 Mol × 0.02 kg/Mol = 0.892 kg = 892 Gramm Neongas.

Weiterlesen

1. Zwei Gase haben anfänglich den Druck P und die Temperatur T. Das Gas durchläuft einen isochoren Prozess , sodass der Enddruck das Vierfache des Anfangsdrucks beträgt. Wie hoch ist die Endtemperatur des Gases?

Bekannt:

Anfangsdruck (P ₁ ) = P

Enddruck (P₂ ₎ = 2P

Anfangstemperatur (T ₁ ) = T

Gesucht: Endtemperatur (T ₂ )

Lösung:

Die Formel des Gesetzes von Gay-Lussac :

Die Endtemperatur beträgt das Vierfache der Anfangstemperatur.

[irp]

2. In einem geschlossenen Behälter haben ideale Gase anfänglich eine Temperatur von 27 ^° C. Wenn der Enddruck das Doppelte des Anfangsdrucks beträgt, wie hoch ist dann die Endtemperatur?

Bekannt:

Anfangsdruck (P ₁ ) = P

Enddruck (P₂ ₎ = 2P

Anfangstemperatur (T₁ ₎ = 27 ^° C + 273 = 300 K

Gesucht: Endtemperatur (T ₂ )

Lösung:

[irp]

3. Ein Reifen wird bei 27 °C auf einen Manometerdruck von 2 atm aufgepumpt. Nach einer Fahrt steigt die Temperatur im Reifen auf 47 °C. Wie hoch ist der Druck im Reifen jetzt?

Bekannt:

Der atmosphärische Druck beträgt 1 atm = 1 x ^10⁵ Pa

Der anfängliche Überdruck beträgt 2 atm = 2 x ^10⁵ Pa

Der anfängliche absolute Druck (P₁ ₎ = 1 atm + 2 atm = 3 atm = 3 × ^10⁵ Pa

Die Anfangstemperatur (T ₁ ) = 27 ^o C + 273 = 300 K

Die Endtemperatur (T ₁ ) = 47 ^o C + 273 = 320 K

Gesucht: Die endgültige Temperaturanzeige

Lösung:

Der endgültige Überdruck = endgültiger Absolutdruck – Atmosphärendruck

Der endgültige Überdruck beträgt 3.2 atm – 1 atm

Der endgültige Manometerdruck beträgt 2.2 atm.

Weiterlesen

1. In einem geschlossenen Behälter dehnt sich ein Gas so aus, dass das Endvolumen das Dreifache des Anfangsvolumens beträgt (V = Anfangsvolumen, T = Anfangstemperatur ) . Wie hoch ist die Endtemperatur?

Bekannt:

Anfangsvolumen (V ₁ ) = V

Endvolumen (V ₂ ) = 3V

Anfangstemperatur (T ₁ ) = T

Gesucht: Endtemperatur (T ₂ )

Lösung:

Die Formel des Gesetzes von Charles :

Die Endtemperatur der Gase beträgt das Dreifache der Anfangstemperatur.

[irp]

2. Ein Gas hat anfänglich das Volumen V und die Temperatur T. Durchläuft das Gas einen isobaren Prozess , sodass die Temperatur auf das Doppelte der Anfangstemperatur ansteigt, so beträgt das Endvolumen des Gases…

Bekannt:

Anfangsvolumen (V ₁ ) = V

Anfangstemperatur (T ₁ ) = T

Endtemperatur (T ₂ ) = 2T

Gesucht: letzter Band (V ₂ )

Lösung:

Das Endvolumen der Gase beträgt das Doppelte des Anfangsvolumens.

[irp]

3. In einem geschlossenen Behälter haben ideale Gase anfänglich ein Volumen von 2 Litern und eine Temperatur von 27 ^° C. Wenn das Endvolumen der Gase 3 Liter beträgt, dann ist die Endtemperatur…

Bekannt:

Anfangsvolumen (V₁ ⁾ ₌ 2 Liter = 2 dm³ ⁼ 2 × ^10⁻³ m³

Endvolumen (V ₂ ) = 3 Liter = 3 dm ³ = 3 x 10 ^-3 m ³

Anfangstemperatur (T₁ ₎ = 27 ^° C + 273 = 300 K

Gesucht: Endtemperatur (T ₂ )

Lösung:

Die Endtemperatur beträgt 177 ^° C oder 177 + 273 = 450 Kelvin.

Weiterlesen

1. Einige ideale Gase haben anfänglich den Druck P und das Volumen V. Wenn das Gas einen isothermen Prozess durchläuft , sodass der Enddruck das Vierfache des Anfangsdrucks beträgt, dann ist das Endvolumen des Gases…

Bekannt:

Anfangsdruck (P ₁ ) = P

Enddruck (P₂ ₎ = 4P

Anfangsvolumen (V ₁ ) = V

Gesucht: Letzter Band (V ₂ )

Lösung:

Die Formel des Boyle-Mariotte-Gesetzes :

PV = Konstante

P₁V₁ = _P₂V₂​​_​​_​

(P)(V) = (4P)(V ₂ )

V = 4 V ₂

V ₂ = V / 4 = ¼ V

Das Endvolumen der Gase beträgt ein Viertel des Anfangsvolumens.

[irp]

2. In einem geschlossenen Behälter dehnt sich das Gas so aus, dass das Endvolumen das Doppelte des Anfangsvolumens beträgt (V = Anfangsvolumen, P = Anfangsdruck). Der Enddruck des Gases beträgt…

Bekannt:

Anfangsdruck (P ₁ ) = P

Anfangsvolumen (V ₁ ) = V

Endvolumen (V ₂ ) = 2V

Gesucht : Letzter Druck (P ₂ )

Lösung:

P₁V₁ = _P₂V₂​​_​​_​

PV = P ₂ (2V)

P = P ₂ (2)

P ₂ = P / 2 = ½ P

Der Gasdruck beträgt dann die Hälfte des Anfangsdrucks.

[irp]

3. In einem geschlossenen Behälter befinden sich Gase mit einem Druck von 2 atm und einem Volumen von 1 Liter. Wenn der Gasdruck auf 4 atm steigt, ändert sich das Gasvolumen zu …

Bekannt:

Anfangsdruck (P₁ ₎ = 2 atm = 2 × ^10⁵ Pa

Enddruck (P₂ ₎ = 4 atm = 4 × ^10⁵ Pa

Anfangsvolumen (V₁ ₎ ⁼ 1 Liter = 1 dm³ ⁼ 1 × ^10⁻³ m³

Gesucht : Letzter Band (V ₂ )

Lösung:

P₁V₁ = _P₂V₂​​_​​_​

( 2 x 10 ⁵ )(1 x 10 ^-3 ) = (4 x 10 ⁵ ) V ₂

( 1)(1 x 10 ^-3 ) = (2) V ₂

1 x 10 ^-3 = (2) V ₂

V ₂ = ½ x 10 ^-3

V² = 0.5 × ^{10⁻³ m³} = 0.5 dm³ ⁼ 0.5 Liter _s

Weiterlesen

Drei Kondensatoren, C₁ ₌ 2 μF, C₂ ₌ 4 μF, C₃ ₌ 4 μF, sind in Reihe und parallel geschaltet . Bestimmen Sie die Kapazität eines einzelnen Kondensators, der die gleiche Wirkung wie die Kombination hat.

Bekannt:

Kondensator C ₁ = 2 μ F

Kondensator C ₂ = 4 μ F

Kondensator C ₃ = 4 μ F

Gesucht: Die äquivalente Kapazität (C)

Lösung:

Die Kondensatoren C₂ und C₃ _sind parallel geschaltet. Die äquivalente Kapazität beträgt _:

C _P = C ₂ + C ₃ = 4 + 4 = 8 μ F

Die Kondensatoren C₁ und _Cₚ sind in Reihe geschaltet. Die äquivalente Kapazität beträgt _:

1/C = 1/C ₁ + 1/ C _P = 1/2 + 1/ 8 = 4 / 8 + 1/8 = 5/8

C = 8/5 μ F

[irp]

2. Fünf Kondensatoren mit den Kapazitäten C₁ ₌ 2 μF, C₂ ₌ 4 μF, _C₃ = 6 μF, C₄ ₌ 5 μF und C₅ ₌ 10 μF sind in Reihe und parallel geschaltet. Bestimmen Sie die Kapazität eines einzelnen Kondensators, der die gleiche Wirkung wie die Kombination der Kondensatoren hat.

Bekannt:

Der Kondensator C₁ = 2 μF

Kondensator C ₂ = 4 μ F

Kondensator C ₃ = 6 μ F

Kondensator C ₄ = 5 μ F

Kondensator C ₅ = 10 μ F

Gesucht: Die äquivalente Kapazität (C)

Lösung:

Die Kondensatoren C₂ und C₃ _sind parallel geschaltet. Die äquivalente Kapazität beträgt _:

CP = C _{2 +} C ₃

CP = 4 + ₆

CP ₌ 10 μ F

Die Kondensatoren C₁ , _Cₚ , C₄ _und C₅ _sind in Reihe geschaltet. Die äquivalente Kapazität beträgt _:

1/C = 1/C₁ _{+ 1} / Cₚ + ₁ / C₄ + 1 _/ C₅

1 / C = 1/2 + 1/10 + 1/5 + 1/10

1/C = 5/10 + 1/10 + 2/10 + 1/10

1/C = 9/10

C = 10/9 μ F

[irp]

3 C₁ = 3 μF, C₂ = 4 μF und C₃ = 3 μF sind in Reihe und parallel geschaltet. Bestimmen Sie die elektrische Energie auf die Schaltungen.

Bekannt:

Der Kondensator C₁ = 3 μF

Kondensator C ₂ = 4 μ F

Kondensator C ₃ = 3 μ F

Gesucht: Die äquivalente Kapazität (C)

Lösung:

Die Kondensatoren C₂ und C₃ _sind parallel geschaltet. Die äquivalente Kapazität beträgt _:

CP = C _{2 +} C ₃

CP = 4 ₊ 3

CP ₌ 7 μ F

_Die Kondensatoren C1 und CP sind in Reihe geschaltet. Die äquivalente Kapazität beträgt _:

1/C = 1/C ₁ + 1/ C _P

1/C = 1/3 + 1/7

1/C = 7/21 + 3/21

1/C = 10/21

C = 21/10

C = 2.1 μ F

C = 2.1 x 10 ^-6 F

Die elektrische Energie in den Stromkreisen:

E = ½ CV ²

E = ½ ( 2.1 x 10 ^-6 )(12 ² )

E = ½ (2.1 x 10 ^-6 )(144)

E = (2.1 x 10 ^-6 )(72)

E = 151.2 x 10 ^-6 Joule

E = 1.5 x 10 ^-4 Joule

Weiterlesen

1. Vier Kondensatoren, C₁ ₌ 2 μF, C₂ ₌ 1 μF, C₃ ₌ 3 μF, C₄ ₌ 4 μF, sind in Reihe geschaltet . Bestimmen Sie die Kapazität eines einzelnen Kondensators , der die gleiche Wirkung wie die Reihenschaltung hat.

Bekannt:

Kondensator C ₁ = 2 μ F

Kondensator C ₂ = 1 μ F

Kondensator C ₃ = 3 μ F

Kondensator C ₃ = 4 μ F

Gesucht: Die äquivalente Kapazität

Lösung:

Die äquivalente Kapazität:

1/C = 1/C₁ ₊ 1/C₂ ₊ 1/C₃ ₊ 1/ _C₄

1/C = 1/2 + 1/1 + 1/3 + 1/4

1/C = 6/12 + 12/12 + 4/12 + 3/12

1/C = 25/12

C = 12/25

C = 0.48

Die äquivalente Kapazität der gesamten Kombination beträgt 0.48 μF.

[irp]

2. Bestimmen Sie die Ladung des Kondensators C1 _, wenn die Potentialdifferenz zwischen P und Q 12 Volt beträgt …

Bekannt:

Kondensator _C₂ = 20 μF = 20 × ^10⁻⁶ F​

Kondensator _C₂ = 20 μF = 20 × ^10⁻⁶ F​

Potenzialdifferenz (V) = 12 Volt

Gesucht: die Ladung des Kondensators C ₁ (Q ₁ )

Lösung:

Die äquivalente Kapazität:

1/C = 1/C₁ _{+ 1} / C₂

1/C = 1/10 + 1/20 = 2/20 + 1/20 = 3/20

C = 20/3 μ F = (20/3) x 10 ^-6 F

Elektrische Ladung des Ersatzkondensators:

Q = (C)(V) = (20/3)(12)(10 ^-6 ) = 80 x 10 ^-6 C

Q = 80 μ C

Die Kondensatoren sind in Reihe geschaltet, sodass die elektrische Ladung auf den äquivalenten Kondensatoren gleich der elektrischen Ladung auf dem Kondensator C ₁ und der elektrischen Ladung auf dem Kondensator C _{2 ist}.

Die elektrische Ladung auf dem Kondensator C ₁ beträgt 80 μC.

[irp]

3. Zwei Kondensatoren, C₁ ₌ 2 μF und C₂ ₌ 4 μF, sind in Reihe geschaltet. Die Kondensatoren werden geladen. Die Spannung an Kondensator C₁ _beträgt 2 Volt. Die Ladung auf Kondensator C₂ _beträgt …

Bekannt:

Kondensator C ₁ = 2 μ F = 2 x 10 ^-6 F

Kondensator C ₂ = 4 μ F = 4 x 10 ^-6 F

Die Potentialdifferenz am Kondensator C ₁ (V ₁ ) beträgt 2 Volt.

Gesucht : Elektrische Ladung auf Kondensator C ₂.

Lösung:

Elektrische Ladung des Kondensators C ₁ :

Q₁ ₌ C₁V₁ = (2 × _{10⁻⁶ )} ⁽ 2 ) = 4 × ^10⁻⁶ C

Q ₁ = 4 μ C

Die Kondensatoren sind in Reihe geschaltet, sodass die elektrische Ladung auf dem Kondensator C ₁ gleich der elektrischen Ladung auf dem Kondensator C _{2 ist}.

Die Ladung des Kondensators C ₂ beträgt 4 μC.

Weiterlesen

1. Vier Kondensatoren _{mit den Kapazitäten} C₁ = 2 μF, C₂ ₌ 1 μF, C₃ ₌ 3 μF und C₄ ₌ 4 μF sind parallel geschaltet. Bestimmen Sie die Kapazität eines einzelnen Kondensators, der die gleiche Wirkung wie die Parallelschaltung hat.

Bekannt:

Kondensator C ₁ = 2 μ F

Kondensator C ₂ = 1 μ F

Kondensator C ₃ = 3 μ F

Kondensator C ₃ = 4 μ F

Gesucht: Die äquivalente Kapazität

Lösung:

Die äquivalente Kapazität:

C = _C₁ + _C₂ + _C₃

C = 4 μF + 2 μF + 3 μF = 9 μF

Die Gesamtkapazität der Kombination beträgt 9 μF.

[irp]

2. Bestimmen Sie die Ladung des Kondensators C₂ _, wenn die Potentialdifferenz zwischen den Punkten A und B 9 Volt beträgt…

Bekannt:

Kondensator C ₁ = 20 μ F = 20 x 10 ^-6 F

Kondensator C ₂ = 30 μ F = 30 x 10 ^-6 F

Potenzialdifferenz zwischen den Punkten A und B (V _AB ) = 9 Volt

Gesucht : die Ladung des Kondensators C ₂ (Q ₂ )

Lösung:

Potenzialdifferenz:

Die Kondensatoren sind parallel geschaltet, sodass die Potentialdifferenz zwischen A und B (V _AB ) = die Potentialdifferenz am Kondensator C ₁ (V ₁ ) = die Potentialdifferenz am Kondensator C ₂ (V ₂ ) = 9 Volt beträgt.

Elektrische Ladung des Kondensators C ₂ :

Q² ₌ C²V² = (30 × _{10⁻⁶ )} ⁽ 9 ) = 270 × ^10⁻⁶ C

Q ₂ = 270 μ C

Die elektrische Ladung auf dem Kondensator C ₂ beträgt 27 0 μ C.

[irp]

3. Drei Kondensatoren, C₁ ₌ 4 μF, C₂ ₌ 2 μF, C₃ ₌ 3 μF, sind parallel geschaltet. Die Kondensatoren werden geladen. Die Spannung am Kondensator _C₂ beträgt 4 Volt. Bestimmen Sie

(a) Elektrische Ladung auf den Kondensatoren C ₁ , C ₂ und C ₃

b) Elektrische Ladung des Ersatzkondensators der gesamten Kombination

Bekannt:

Kondensator C ₁ = 4 μ F = 4 x 10 ^-6 F

Kondensator C ₂ = 2 μ F = 2 x 10 ^-6 F

Kondensator C ₃ = 3 μ F = 3 x 10 ^-6 F

Potentialdifferenz am Kondensator C ₂ (V ₂ ) = 4 Volt

Gesucht : Elektrische Ladung auf Kondensator C ₃ (Q ₃ )

Lösung:

(a) Elektrische Ladung auf dem Kondensator C ₃

Die Potentialdifferenz am Kondensator C ₃ :

Die Kondensatoren sind parallel geschaltet, so dass die Potentialdifferenz am Kondensator C₃ (V₃) = die Potenzialdifferenz am Kondensator C₂ (V₂) = die Potenzialdifferenz am Kondensator C₁ (V₁) = die Potentialdifferenz am Ersatzkondensator (V) = 4 Volt

Elektrische Ladung des Kondensators C ₁ :

Q³ ₌ C³V³ = ( ₁ × ^10⁻⁶ _{) (4} ) = 16 × ^10⁻⁶ C

Q ₁ = 16 μ C

Elektrische Ladung des Kondensators C ₂ :

Q³ ₌ C³V³ = ( ₂ × ^10⁻⁶ _{) (4} ) = 8 × ^10⁻⁶ C

Q ₂ = 8 μ C

Elektrische Ladung des Kondensators C ₃ :

Q³ ₌ C³V³ = ( ₃ × ^10⁻⁶ _{) (4} ) = 12 × ^10⁻⁶ C

Q ₃ = 12 μ C

b) Elektrische Ladung auf dem Ersatzkondensator

Q = _Q₁ + _Q₂ + _Q₃

Q = 16 μC + 8 μC + 12 μC = 36 μC

Alternative Lösung:

Die äquivalente Kapazität:

C = _C₁ + _C₂ + _C₃

C = 4 μF + 2 μF + 3 μF = 9 μF

C = 9 x 10 ^-6 F

Die Potentialdifferenz am Ersatzkondensator:

V₁ ₌ V₂ = V₃ _{= V} = 4 Volt

Die elektrische Ladung des Ersatzkondensators:

Q = CV = (9 x 10 ^-6 )(4) = 36 x 10 ^-6 C

Q = 36 μ C

Weiterlesen