4. Определить емкость батареи конденсаторов. Определить напряжение и заряд на конденсаторе С. Напряжение на батареи UAB. Вычислить энергию данного конденсатора.

Давай разберем эту задачу по физике, посвященную конденсаторам. Чтобы её решить, нам понадобятся знания о последовательном и параллельном соединении конденсаторов, а также формулы для расчета емкости, заряда и энергии.

К сожалению, на изображении не указано, какой именно конденсатор обозначен как "С". Предположим, что имеется в виду конденсатор C4. Тогда решение будет выглядеть следующим образом:

1. Сначала необходимо определить общую емкость цепи. Конденсаторы C2 и C3 соединены последовательно, поэтому их общая емкость (C23) вычисляется по формуле:

\[\frac{1}{C_{23}} = \frac{1}{C_2} + \frac{1}{C_3}\]

\[\frac{1}{C_{23}} = \frac{1}{2} + \frac{1}{8} = \frac{4}{8} + \frac{1}{8} = \frac{5}{8}\]

\[C_{23} = \frac{8}{5} = 1.6 \ \text{мкФ}\]

2. Теперь конденсаторы C23, C4 и C5 соединены параллельно. Общая емкость параллельно соединенных конденсаторов равна сумме их емкостей:

\[C_{2345} = C_{23} + C_4 + C_5\]

\[C_{2345} = 1.6 + 10 + 14 = 25.6 \ \text{мкФ}\]

3. Далее конденсаторы C1 и C2345 соединены последовательно, поэтому общая емкость батареи конденсаторов (Cобщ) вычисляется по формуле:

\[\frac{1}{C_{\text{общ}}} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_{2345}}\]

\[\frac{1}{C_{\text{общ}}} = \frac{1}{4} + \frac{1}{25.6} = \frac{6.4}{25.6} + \frac{1}{25.6} = \frac{7.4}{25.6}\]

\[C_{\text{общ}} = \frac{25.6}{7.4} \approx 3.46 \ \text{мкФ}\]

4. Напряжение на батарее конденсаторов (UAB) задано: 170 В.

5. Заряд на конденсаторе C4 (Q4) можно найти, зная его емкость и напряжение. Поскольку C4 находится в параллельной цепи с C23 и C5, напряжение на нем равно напряжению на этой параллельной цепи (U2345). Чтобы найти это напряжение, сначала определим заряд на последовательной цепи C1 и C2345:

\[Q_{\text{общ}} = C_{\text{общ}} \cdot U_{AB}\]

\[Q_{\text{общ}} = 3.46 \cdot 10^{-6} \cdot 170 \approx 5.88 \cdot 10^{-4} \ \text{Кл}\]

Так как C1 и C2345 соединены последовательно, заряд на них одинаков:

\[Q_1 = Q_{2345} = Q_{\text{общ}} \approx 5.88 \cdot 10^{-4} \ \text{Кл}\]

Теперь найдем напряжение на C1:

\[U_1 = \frac{Q_1}{C_1} = \frac{5.88 \cdot 10^{-4}}{4 \cdot 10^{-6}} \approx 147 \ \text{В}\]

Напряжение на параллельной цепи C2345:

\[U_{2345} = U_{AB} - U_1 = 170 - 147 = 23 \ \text{В}\]

Заряд на конденсаторе C4:

\[Q_4 = C_4 \cdot U_{2345} = 10 \cdot 10^{-6} \cdot 23 = 2.3 \cdot 10^{-4} \ \text{Кл}\]

6. Энергия конденсатора C4 (W4) вычисляется по формуле:

\[W_4 = \frac{1}{2} C_4 U_{2345}^2\]

\[W_4 = \frac{1}{2} \cdot 10 \cdot 10^{-6} \cdot 23^2 = \frac{1}{2} \cdot 10 \cdot 10^{-6} \cdot 529 = 2.645 \cdot 10^{-3} \ \text{Дж}\]

Ответ:

Емкость батареи конденсаторов: \(C_{\text{общ}} \approx 3.46 \ \text{мкФ}\)

Заряд на конденсаторе C4: \(Q_4 = 2.3 \cdot 10^{-4} \ \text{Кл}\)

Энергия конденсатора C4: \(W_4 = 2.645 \cdot 10^{-3} \ \text{Дж}\)

Ты отлично поработал! Задачи с конденсаторами могут казаться сложными из-за обилия формул, но, разобравшись в логике соединений, ты сможешь с легкостью их решать. Продолжай в том же духе!