Question

Помогите пожалуйста очень срочно умоляю 1. Конденсатор электроемкостью 0,01 Ф заряжен до напряжения 30 В. Какой энергией обладает конденсатор? 2. Какое расстояние между пластинами плоского воздушного конденсатора необходимо установить, чтобы настроить идеальный колебательный контур на прием волны длиной 100 м? Индуктивность катушки 10 мГн, площадь пластины конденсатора 0,5 см2. Считайте, что электрическая постоянная равна 9∙10-12 Ф/м, скорость света 3∙108 м/с, а π2=10. Ответ укажите в мм. 3. Трансформатор понижает напряжение от 220 В до 12 В. Чему равен коэффициент трансформации? Ответ округлите до тысячных.

Answer 1

Відповідь:

Пояснення:

1)

E = CU²/2

E = 0.01*900/2 = 4.5 Дж

2)

ω²= 1/(LC)

C = 1/ω²L

C = ε₀S/d

ω = 2πν = 2πc/λ

ε₀S/d = λ²/4π²c²L

d = 4π²c²Lε₀S/λ²

d = 4*10*9*10¹⁶*10⁻²*9*10⁻¹²*0.5*10⁻⁴/10⁴ = 1.62 mm

3

k =  220/12 = 18.333

Answer 2

1. Для расчета энергии, которой обладает конденсатор, можно использовать формулу:

Энергия (в джоулях) = (1/2) * е * U^2,

где е - электроемкость конденсатора (в фарадах), U - напряжение на конденсаторе (в вольтах).

Подставим значения:

е = 0,01 Ф, U = 30 В.

Энергия = (1/2) * 0,01 Ф * (30 В)^2 = 0,01 * 900 = 9 джоулей.

Ответ: Конденсатор обладает энергией 9 джоулей.

2. Для расчета расстояния между пластинами конденсатора для настройки идеального колебательного контура на прием волны, используем формулу резонансной частоты:

f = 1 / (2 * π * √(L * C)),

где f - частота колебаний, L - индуктивность катушки, C - емкость конденсатора.

Длина волны (λ) связана с частотой следующим образом:

λ = c / f,

где c - скорость света.

Площадь пластины конденсатора (S) и расстояние между пластинами (d) связаны с электрической постоянной (ε0) следующим образом:

C = (ε0 * S) / d.

Также, учитывая π^2 = 10, можем переписать выражение для длины волны:

λ = (3 * 10^8 м/с) / f = (3 * 10^8 м/с) / (2 * π * √(L * C)).

Теперь можем найти значение C:

C = (ε0 * S) / d => d = (ε0 * S) / C.

Так как у нас L = 10 мГн = 10 * 10^-6 Гн, и из предыдущего пункта у нас уже есть значение энергии (е = 0,01 Ф), то можем найти C:

C = (1 / (4 * π^2 * L * е)).

Подставим значения:

C = (1 / (4 * 10 * π^2 * 10 * 10^-6 * 0,01)) = 1 / (4 * 10 * π^2 * 10^-7) ≈ 3,1831 * 10^-7 Ф.

Теперь найдем расстояние d:

d = (ε0 * S) / C = (9 * 10^-12 Ф/м * 0,5 см^2) / (3,1831 * 10^-7 Ф) ≈ 1,416 * 10^-2 м = 14,16 мм.

Ответ: Расстояние между пластинами плоского воздушного конденсатора должно быть установлено примерно 14,16 мм.

3. Коэффициент трансформации (K) для трансформатора можно найти по формуле:

K = U_первичное / U_вторичное,

где U_первичное - напряжение на первичной обмотке, U_вторичное - напряжение на вторичной обмотке.

Подставим значения:

U_первичное = 220 В, U_вторичное = 12 В.

K = 220 В / 12 В ≈ 18.333.

Ответ: Коэффициент трансформации округляется до тысячных и составляет примерно 18.333.