Question

Заряд на пластинах конденсатора ємністю 40 нФ до- рівнює 40 мкКл. Визначити енергію електричного поля конденсатора.​

Answer 1

Энергия электрического поля конденсатора рассчитывется по формуле: $W = \frac{q^{2} }{2C}$ , где q - заряд на пластинах конденсатора, C - электроёмкость конденсатора. По условию:

C = 40нФ = 40 * $10^{-9}$ Ф

q = 40 мкКЛ = 40 * $10^{-6}$ Кл

Подставим значения в формулу:

W = $\frac{(40 * 10^{-6} )^{2} }{2 * 40 * 10^{-9} }$ = $\frac{1600 * 10^{-12} }{80 * 10^{-9} }$ = 20 * $10^{-3}$ (Дж) = 20 (мДж)

Ответ: W = 20 мДж

Answer 2

Для визначення енергії електричного поля конденсатора можна використовувати формулу:

E = (1/2) * C * V^2,

де: E - енергія електричного поля в джоулях (Дж), C - ємність конденсатора в фарадах (Ф), V - напруга між пластинами конденсатора в вольтах (В).

У вашому випадку, ємність конденсатора C = 40 нФ (нанофаради) і заряд на пластинах Q = 40 мкКл (мікрокулона).

Для обчислення напруги V між пластинами конденсатора використовуємо відому залежність між напругою і зарядом на конденсаторі:

Q = C * V.

Підставимо значення Q і C:

40 мкКл = 40 нФ * V.

Переведемо нанофаради в фаради, поділивши на 1000:

40 нФ = 0.04 мкФ.

Тепер підставимо значення ємності і заряду в рівняння для напруги:

0.04 мкФ * V = 40 мкКл.

Тепер розв'яжемо для V:

V = (40 мкКл) / (0.04 мкФ) = 1000 В.

Тепер, коли маємо значення напруги V, можемо знайти енергію електричного поля E:

E = (1/2) * C * V^2 = (1/2) * 0.04 мкФ * (1000 В)^2 = (1/2) * 0.04 * 10^(-6) Ф * (1000)^2 В^2 = 20 Дж.

Отже, енергія електричного поля конденсатора становить 20 джоулів.