Question

Когда плоскому конденсатору передали заряд 4*10^-5 К, его энергия равнялась 20мДж.Рассчитайте напряжение между обкладками конденсатора?

Answer 1

W=20 мДж=0,02 Дж

q=4*10⁻⁵ Кл

W=q*U/2⇒U=2W/q=2*0,02/0,00004=1000 B

Answer 2

Для расчета напряжения между обкладками плоского конденсатора можно использовать формулу для энергии конденсатора:

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

где $E$ - энергия конденсатора (20 мДж), $C$ - его ёмкость (измеряемая в Кл/В), $V$ - напряжение между обкладками.

Известно, что конденсатору передали заряд $Q = 4 \times 10^{-5}$ Кл.

Также, ёмкость конденсатора связана с зарядом и напряжением следующим соотношением:

$C = \frac{Q}{V}.$

Теперь можем решить систему уравнений:

1. $E = \frac{1}{2} C V^2$
2. $C = \frac{Q}{V}.$

Подставим выражение для $C$ из уравнения 2 в уравнение 1:

$E = \frac{1}{2} \left( \frac{Q}{V} \right) V^2.$

Упростим:

$E = \frac{QV}{2}.$

Теперь найдем $V$:

$V = \frac{2E}{Q}.$

Подставим значения:

$V = \frac{2 \times 20 \times 10^{-3}}{4 \times 10^{-5}}.$

Выполним вычисления:

$V = \frac{40 \times 10^{-3}}{4 \times 10^{-5}} = \frac{40}{4} = 10 \, \text{В}.$

Таким образом, напряжение между обкладками конденсатора составляет 10 В.