Question

Пожалуйста!!!!!!!Помогите!!!! Зазор заряженного воздушного конденсатора заполнили диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε = 3. Как изменятся: а) заряд на обкладках; б) напряженность поля в конденсаторе; в) энергия конденсатора; г) плотность энергии поля в конденсаторе . Конденсатор зарядили от источника и тут же отключили от него, а затем заполнили диэлектриком.

Answer 1

A) так как конденсатор отключили то заряд не меняется
б) после заполнения диэлектриком напряженность уменьшится
в) W= q^2/2c
энергия уменьшится так как увеличится емкость
г W/V - плотность энергиии уменьшится

Answer 2

Для рассмотрения изменений в конденсаторе после заполнения его диэлектриком, мы можем использовать следующие физические соотношения:

1. Заряд на обкладках конденсатора (Q) остается постоянным, так как он зависит только от начального заряда и не меняется при добавлении диэлектрика.

2. Напряженность поля в конденсаторе (E) изменяется при добавлении диэлектрика. Изменение напряженности поля связано с изменением диэлектрической проницаемости (ε) и равно:

   E = E_0 / ε,

   где E_0 - начальная напряженность поля (до добавления диэлектрика), ε - диэлектрическая проницаемость нового диэлектрика. В данном случае ε = 3, что означает, что напряженность поля уменьшится в 3 раза после добавления диэлектрика.

3. Энергия конденсатора (U) изменится при добавлении диэлектрика. Энергия конденсатора можно выразить как:

   U = (1/2) * Q^2 / C,

   где Q - заряд, C - ёмкость конденсатора. Ёмкость конденсатора зависит от диэлектрика и выражается как:

   C = (ε * A) / d,

   где ε - диэлектрическая проницаемость, A - площадь обкладок, d - расстояние между обкладками. После добавления диэлектрика ёмкость увеличится в 3 раза (ε увеличилась в 3 раза), следовательно, энергия конденсатора увеличится в 9 раз (по формуле U ∝ 1/C).

4. Плотность энергии поля в конденсаторе (u) также изменится при добавлении диэлектрика. Она связана с напряженностью поля и диэлектрической проницаемостью:

   u = (1/2) * ε * E^2,

   где ε - диэлектрическая проницаемость, E - напряженность поля. После добавления диэлектрика напряженность поля уменьшится в 3 раза, а диэлектрическая проницаемость увеличится в 3 раза, поэтому плотность энергии поля останется неизменной.

Итак, после заполнения конденсатора диэлектриком:

а) Заряд на обкладках конденсатора останется неизменным. б) Напряженность поля в конденсаторе уменьшится в 3 раза. в) Энергия конденсатора увеличится в 9 раз. г) Плотность энергии поля в конденсаторе останется неизменной.