Question

Напряжение между пластинами плоского конденсатора, отсоединенного от источника равно 6кВ, расстояние между пластинами 0,02м, а площадь каждой из них равна 100см в квадрате. Определите энергию конденсатора. Диэлектрическая проницаемость равна 3.

Answer 1

Ответ:

ЗАДАНИЕ по модулю 16: Решить задачи со страницы 9-12 и послать на проверку преподавателю через «Элиос». Номер варианта определяется последней цифрой студенческого билета.

Задачи на электроемкость, конденсаторы и энергию электрического поля

1. Основные понятия и определения

Рис.18

- электроемкость уединенного проводника;

- емкость шара.

Система заряженных проводников, поле которых сосредоточено в ограниченном объеме пространства, образует конденсатор.

Емкость С такой системы проводников определяется формой и размерами проводников и средой в том месте, где заряды создают электрические поля.

Примером является плоский конденсатор, который состоит из двух параллельных плоскостей, расположенных достаточно близко друг к другу. Поле плоского конденсатора можно считать однородным.

Answer 2

Энергия конденсатора (W) может быть определена с использованием следующей формулы:

W = (1/2) * C * V^2,

где C - емкость конденсатора, V - напряжение между пластинами.

Емкость конденсатора (C) может быть вычислена с использованием следующей формулы:

C = (ε₀ * εᵣ * A) / d,

где ε₀ - электрическая постоянная (8,85 * 10^-12 Ф/м), εᵣ - диэлектрическая проницаемость, A - площадь пластины, d - расстояние между пластинами.

В данном случае, ε₀ = 8,85 * 10^-12 Ф/м, εᵣ = 3, A = 100 см² = 100 * 10^-4 м², d = 0,02 м, V = 6 кВ = 6 * 10^3 В.

Вычислим емкость C:

C = (8,85 * 10^-12 Ф/м) * (3) * (100 * 10^-4 м²) / (0,02 м) = 13,275 * 10^-12 Ф = 1,3275 * 10^-11 Ф.

Теперь вычислим энергию конденсатора W:

W = (1/2) * (1,3275 * 10^-11 Ф) * (6 * 10^3 В)^2 = 0,119475 Дж = 119,475 мДж.

Таким образом, энергия конденсатора составляет 119,475 мДж.