Незаряженный конденсатор ёмкостью C = 4 мкФ присоединили через резистор = 100 Ом к батарейке с ЭДС = 12 В и внутренним сопротивлением = 5 Ом. Определите работу источника, совершаемую в ходе полной зарядки конденсатора.
Энергия от источника тут расходуется на заряд конденсатора и на нагрев резистора, потому как ток зарядки пойдёт через резистор и малость его нагреет.
И спортивная часть задачки - сосчитать, какая же энергия выделится на резисторе.
Ясен пень, что эта энергия есть интеграл от мощности по времени, а мощность равна I²R. Ток, протекающий через резистор в такой цепи, задаётся выражением i(t) = E/R*exp(-t/RC), квадрат тока тем самым равен E²/R*exp(-2t/RC). Интегрируя в пределах от 0 до бесконечности, получим CE²/2. Е тут - эдс источника.
По совершенно случайному совпадению, ровно такой же будет и энергия, сообщённая конденсатору.
В итоге полная работа, совершённая источником, равна CE².