2015-04-17
7222
7.
Два заряженных шарика радиусами R 1 и R 2 с зарядами q 1 и q 2, помещенных в диэлектрики с диэлектрическими проницаемостями ε1 и ε2.
1) Что произойдет, если шарики соединить проводником?
2) Определить заряды и потенциалы шариков после их соединения проводником.
3) Какая энергия выделится при этом процессе?
1) Заряды будут переходить с одного шарика на другой – возникнет электрический ток. Условие возникновения тока – разность потенциалов, причем, ток течет от большего потенциала к меньшему. Т.о., следует сравнить потенциалы шариков:
2) Заряды будут перетекать до тех пор, пока потенциалы шариков не станут одинаковыми, т.е. 
Согласно закону сохранения заряда 
Получена система двух уравнений с двумя неизвестными 
которую нетрудно разрешить. По формуле 
можно вычислить конечные потенциалы шаров.
3) Проводник или конденсатор обладает энергией 
По этой формуле можно вычислить энергию каждого шарика как до, так и после соединения. Изменение энергии системы шаров и равно энергии, выделившейся при этом процессе.
