Эта задачка вполне аналогична ранее решенной:
Помогите, пожалуйста, решить задачу по электротехнике
А вот эту разберем подробно.
Будем считать приложенное напряжение U=100В постоянным, конденсаторы - идеальными, не имеющими утечек.
1. Обозначим емкость цепочки последовательно соединенных конденсаторов С1, С2 и С3, как С123. Эту величину найдем по формуле
1/С123 = 1/С1 + 1/С2 + 1/С3. Она составляет С123=10пФ. Этот эквивалентный конденсатор включен параллельно конденсатору С4, отсюда суммарная емкость всей цепи есть
С = С123 + С4 = 25пФ
2. Найдем напряжения на конденсаторах С1, С2 и С3. Как известно из основ электротехники, при последовательном соединении конденсаторов любых емкостей заряды на каждом из них одинаковы (наглядно это можно понять хотя бы из того, что проводники, соединяющие обкладки пар конденсаторов С1-С2 и С2-С3, "висят", а значит, сколько электронов уйдёт в один конец такого проводника, столько же их будет не хватать на другом конце; заряды же пластин конденсатора всегда одинаковы по абсолютной величине), следовательно, Q1=Q2=Q3. Отсюда, принимая во внимание связь между зарядом конденсатора, его емкостью и напряжением между обкладками Q=C*U, получаем систему уравнений:
С1*U1 = C2*U2
C2*U2 = C3*U3
U1 + U2 + U3 = U
решая которую, находим:
U1 = C2*C3*U/(C1*C2 + C1*C3 + C2*C3) = 25B
U2 = C1*C3*U/(C1*C2 + C1*C3 + C2*C3) = 25B
U3 = C1*C2*U/(C1*C2 + C1*C3 + C2*C3) = 50B
3. Найдем заряд каждого из конденсаторов. Никаких проблем:
Q1=Q2=Q3 = C1*U1 = 10^(-9)Кл (десять в минус девятой степени)
Q4 = C4*U = 1.5*10^(-9)Кл
4. И, наконец, найдем энергии, запасенные в каждом из конденсаторов. Для этого можно воспользоваться любым из вариантов формулы, благо все величины нам известны:
W = C*U²/2 = Q*U/2 = Q²/(2*C)
Итак:
W1=W2 = 12.5*10^(-9) Дж
W3 = 25*10^(-9) Дж
W4 = 75*10^(-9) Дж