Опираясь на законы физики, найдите показание идеального вольтметра в схеме, представленной на рисунке, до замыкания ключа и опишите изменения его показаний после замыкания ключа . Первоначально конденсатор не заряжен.
Решение:
-
В начальный момент показание вольтметра равно нулю. После замыкания ключа индикатор начнёт расти и будет увеличиваться, пока не достигнет некоторого максимального значения, которое затем останется постоянным.
-
Вольтметр подключён параллельно конденсатору, поэтому он измеряет напряжение именно на нём. Изначально конденсатор разряжен , следовательно его напряжение и вольтметр показывает ноль.
-
После замыкания ключа конденсатор начинает заряжаться; поскольку , показания вольтметра возрастают. Когда конденсатор зарядится полностью, ток через него прекратится, в цепи останется ток лишь через резистор. Ток станет постоянным и по закону Ома для полной цепи равен Напряжение на конденсаторе и резисторе равно и со временем уже не изменяется. Поэтому и показания вольтметра перестают меняться.