Question

Определите электроемкость конденсатора, для изготовления которого использовали ленту алюминиевой фольги длиной 2 м и шириной 0,1 м. Толщина парафинированной бумаги равна 0,1 мм. Какая энергия запасена в конденсаторе, если он заряжен до рабочего напряжения 400 В? Диэлектрическая проницаемость парафина равна 2,1.

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

1)

Площадь пластины конденсатора:

S = 2·0,1 = 0,2 м²

2)

Емкость конденсатора:

C = ε·ε₀·S/d = 2,1·8,85·10⁻¹²·0,2 / 0,001 ≈ 3,7·10⁻⁹ Ф

3)

Энергия, запасенная в конденсаторе:

W = C·U²/2 = 3,7·10⁻⁹·400²/2 ≈ 300 мДж

Answer 2

Для определения электроемкости конденсатора используется формула:

C = (ε₀ * εᵣ * A) / d,

где C - электроемкость конденсатора, ε₀ - электрическая постоянная (приблизительно равна 8,85 * 10^(-12) Ф/м), εᵣ - диэлектрическая проницаемость, A - площадь пластин конденсатора, d - расстояние между пластинами конденсатора.

Площадь пластин конденсатора равна:

A = l * w,

где l - длина пластины, w - ширина пластины.

В данном случае, l = 2 м и w = 0,1 м.

Расстояние между пластинами конденсатора равно толщине диэлектрика:

d = 0,1 мм = 0,1 * 10^(-3) м.

Подставляем известные значения в формулу:

A = (2 м) * (0,1 м) = 0,2 м²,

d = 0,1 * 10^(-3) м.

Теперь можно рассчитать электроемкость конденсатора:

C = (ε₀ * εᵣ * A) / d = (8,85 * 10^(-12) Ф/м * 2,1 * 0,2 м²) / (0,1 * 10^(-3) м) = 3,69 * 10^(-8) Ф.

Далее, чтобы найти энергию, запасенную в конденсаторе, используется формула:

E = (1/2) * C * V²,

где E - энергия, C - электроемкость конденсатора, V - напряжение на конденсаторе.

Подставляем известные значения:

C = 3,69 * 10^(-8) Ф, V = 400 В.

E = (1/2) * (3,69 * 10^(-8) Ф) * (400 В)² = 2,96 * 10^(-2) Дж.

Таким образом, энергия, запасенная в конденсаторе, составляет 2,96 * 10^(-2) Дж.