Три конденсатора емкостями 10 мкФ, 20 мкФ и 30 мкФ соединены последовательно и подключены к источнику напряжения 60 В. Определите энергию (мДж), запасенную всей системой и общий заряд батареи конденсаторов. ​

Дано:

$C_1=10$ мкФ

$C_2=20$ мкФ

$С_3=30$ мкФ

$U=60$ B

Найти: W, Q

Чтобы определить общую емкость последовательно включенных конденсаторов, будем подходить поэтапно.  Найдем сначала общую ёмкость последовательно включенных 2 и 3 конденсаторов.

$C_{23}=\frac{C_2*C_3}{C_2+C_3}=\frac{20*30}{20+30}=12$ мкФ

Общая ёмкость батареи из трех конденсаторов:

$C_0=\frac{C_{23}*C_1}{C_{23}+C_1}=\frac{12*10}{12+10}\approx 5,45$ мкФ

Заряд батареи конденсаторов:     

$Q=C_0U=5,45*10^{-6}*60=327*10^{-6}$  Кл

$Q=327$ мкКл

Энергия всей системы:

$W=\frac{C_0U^2}{2}=\frac{5,45*10^{-6}*60^2}{2}=9810*10^{-6}$ Дж

$W\approx 9,8$ мДж

Ответ: заряд батареи конденсаторов 327 мкКл, энергия 9,8 мДж