Question

Пластини плоского конденсатора, кожна з яких має площу 100 см², розташовані на відстані 2 мм одна від одної. Напруга на конденсаторі 40 В; діелектрична проникність повітря 1. Визначте:а) Електроємність конденсатора (відповідь у пікофарадах)б) Енергію, що виділяється під час розрядження цього конденсатора (відповідь у наноджоулях)ДАЮ МАКСИМУМ БАЛІВ. ДОПОМОЖІТЬ, БУДЬ ЛАСКА!!!​

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Дано:

S = 100 см² = 100·10⁻⁴ м²

d = 2 мм = 2·10⁻³ м

U = 40 В

ε = 1

ε₀ = 8,85·10⁻¹² Ф/м

____________

С - ?

W - ?

1)

Емкость конденсатора:

C = ε·ε₀·S / d = 1·8,85·10⁻¹²·100·10⁻⁴ / (2·10⁻³) ≈

≈ 44·10⁻¹² Ф    или   44 пФ

2)

Энергия:

W = C·U²/2 = 44·10⁻¹²·40²/2 ≈ 35·10⁻⁹ Дж     или   35 нДж

Answer 2

Звісно, я допоможу вам обчислити електроємність конденсатора та енергію, що виділяється під час його розрядження. Для цього використовуємо відомі формули для плоского конденсатора:

а) Електроємність конденсатора можна знайти за формулою:

$C = \frac{{\varepsilon_0 \cdot S}}{{d}},$

де $C$ - електроємність, $\varepsilon_0$ - діелектрична стала для повітря (приблизно $8.85 \times 10^{-12}$ Ф/м), $S$ - площа пластини, $d$ - відстань між пластинами.

Підставимо дані в формулу:

$C = \frac{{8.85 \times 10^{-12} \, \text{Ф/м} \cdot 100 \, \text{см}^2}}{{2 \, \text{мм}}},$

перетворимо всі одиниці до одного СІ:

$C = \frac{{8.85 \times 10^{-12} \, \text{Ф/м} \cdot 10^{-4} \, \text{м}^2}}{{2 \times 10^{-3} \, \text{м}}},$

$C = 4.425 \times 10^{-11} \, \text{Ф}.$

Для відповіді у пікофарадах (пФ) перемножимо отримане значення на $10^{12}$:

$C = 44.25 \, \text{пФ}.$

б) Енергія, що виділяється під час розрядження конденсатора, можна знайти за формулою:

$E = \frac{1}{2} \cdot C \cdot V^2,$

де $E$ - енергія, $C$ - електроємність (в пФ), $V$ - напруга на конденсаторі (в вольтах).

Підставимо дані в формулу:

$E = \frac{1}{2} \cdot 44.25 \times 10^{-12} \, \text{Ф} \cdot (40 \, \text{В})^2,$

$E = \frac{1}{2} \cdot 44.25 \times 10^{-12} \, \text{Ф} \cdot 1600 \, \text{В}^2,$

$E = 35.4 \times 10^{-9} \, \text{Дж}.$

Для відповіді у наноджоулях (нДж) перемножимо отримане значення на $10^{9}$:

$E = 35.4 \, \text{нДж}.$

Отже, відповіді: а) Електроємність конденсатора: 44.25 пФ. б) Енергія, що виділяється під час розрядження: 35.4 нДж.