الکتريسيته، خازن...سؤال همراه با جواب
سؤال
در مدار شکل زير، ابتدا هردو خازن بي بار و همه‌ي کليدها قطع هستند. کليد K1 و K2 را وصل مي‌کنيم تا خازن‌ها پُرشدن خازن‌ها، K1 و K2 را قطع و سپس K3 را وصل مي‌کنيم. مقدار باري که پس از اين مدار جاري مي‌شود، چند ميکروکولن است؟
المپياد ۱۳۸۲
جواب
پس از بستن کليد K1 و K2، اختلاف پتانسيل دو خازن 5V مي‌شود. بار خازن 20 ميکروفاراد برابر 100 ميکروکولن و بار خازن 60 ميکروفاراد برابر 300 ميکروکولن خواهد بود. پس اط قطع K1 و K2 و وصل کردن K3 حالتي مانند شکل مقابل داريم. بار بخش نشانه داده شده، تغيير نمي‌کند، يعني مجموع بار خازن‌ها ثابت خواهد ماند. اگر ولتاژ خازن‌ها را با V1 و V2 نشان دهيم، خواهيم داشت:
V1-V2=3V
20V1+60V2=100+300=400
با حل معادلات بالا 2.25V و 4.25V به ترتيب براي V1 و V2 بدست مي‌آيد. بنابراين بار خازن 20 ميکروفاراد برابر است با 145 ميکروکولن. با توجه به مقدار قبلي 100 ميکرو کولن، بار جابه جا شده در فرايند قطع و وصل کردن کليدها 45 ميکروکولن به دست مي‌آيد. همين ميزان بار هم از خازن 60 ميکروکولني کم شده است.