В учебниках физики за 10 - 11 класс ёмкость рассчитывается по формуле C=Q / U.
Если я правильно понял эта формула справедлива для цепей постоянного тока?
Отнюдь. Эта формула верна для любого момента времени. А в любой момент времени не бывает переменного тока: он или есть, или его нет. То же самое касается и напряжения.
Заряд Q - его можно как то измерить или получается уравнение с двумя неизвестными?
Попробуйте-ка его измерить. Не так-то просто, хотя теоретически возможно. Однако для решения задачи есть другой способ. Что такое заряд? С одной стороны Q = C*U, с другой стороны Q = I*t. Если проинтегрировать ток зарядки конденсатора за время t, то получится запасённый им заряд. Ну а напряжение уже будет определяться как зарядом, так и ёмкостью.
Решение. C=Q / U
С = 28 нКл / 1400 В = 20 пФ.
Ответ. Ёмкость конденсатора равна 20 пикофарад.
По такому сценарию возможно определить ёмкость конденсатора на прерывателе автомобиля Москвич 2140.
Вспомним систему зажигания. (Схему зажигания не рисую, думаю, вы знаете её не хуже меня.) Начнём с момента, когда контакты прерывателя замкнуты. В этом случае через первичную обмотку бобины идёт ток, установившееся значение которого определяется напряжением бортсети и сопротивлениями: бобины и добавочного сопротивления (если оно есть, в М-2140 оно есть, в жигулях-классике его нет), а также прочей мелочью, которую мы в расчёт принимать не будем. Напряжение на конденсаторе равно нулю, потому как он замкнут контактами прерывателя. Тут вопросов нет, я думаю.
Теперь нам надо бы знать параметры цепи: ёмкость конденсатора (знаем), индуктивность и сопротивление первичной обмотки бобины (Б115 для М-2140, если не вру, её индуктивность 7.5 мГн, сопротивление обмотки 1.65 Ом) и сопротивление добавочного резистора (его я пока не нашёл). Не зная этих параметров, нихренасеньки мы не сосчитаем.
А расчёт для времени, когда контакты прерывателя разомкнутся, будем вести так. Сначала определим установившееся значение тока первичной обмотки бобины, из него вычислим энергию, которую запасла бобина в магнитном поле:
E = L*I^2/2затем, считая, что вся она, без потерь, в конечном итоге переберётся в конденсатор, запишем:
E = C*U^2/2Осталось приравнять две эти энергии, убрать двойки в знаменателях левой и правой части:
C*U^2 = L*I^2отсюда получить выражение для напряжения:
U^2 = I^2*L/C
U = sqrt(I^2*L/C)
U = I*sqrt(L/C)А теперь: ВНИМАНИЕ, ВОПРОС! Зачем вообще, по вашему мнению, нужен этот конденсатор и как именно он выполняет возложенную на него обязанность? Что и почему будет без него? Разве недостаточно просто разомкнуть контакты прерывателя, чтобы возникла здоровенная ЭДС самоиндукции в первичной обмотке и гораздо бОльшая ЭДС взаимоиндукции во вторичной, которая, собственно, и пробьёт искровой промежуток свечки? Гуглить не надо, надо подумать.