Question

Плоский воздушный конденсатор емкостью 20 пФ заряжён до разности потенциалов 100 В и отключен от источника. Какую работу надо совершить , чтобы вдвое увеличить расстояние между обкладками конденсатора? Помогите с решением!!!

Answer 1

Подставим в уравнение енергии конденсатора  уровнение емкости  плоского конденсатора получится   $W=\frac{CU^{2}}{4}$

W=0.5 (нДж)

думаю так. 

 

 

 

 

Answer 2

Для решения данной задачи необходимо использовать формулу для работы, совершаемой при изменении размеров плоского конденсатора:

W = (1/2) * C * (V^2)

где W - работа, C - емкость конденсатора, V - разность потенциалов между обкладками.

В данном случае, емкость конденсатора C = 20 пФ и разность потенциалов V = 100 В.

Сначала найдем работу, совершенную при исходном расстоянии между обкладками. Подставим известные значения в формулу:

W1 = (1/2) * (20 * 10^(-12)) * (100^2) W1 = (1/2) * 20 * 10^(-12) * 10000 W1 = 10 * 10^(-12) * 10000 W1 = 10 * 10^(-2) W1 = 1 мДж

Далее, чтобы вдвое увеличить расстояние между обкладками, необходимо совершить дополнительную работу. При увеличении расстояния между обкладками вдвое, емкость конденсатора уменьшится в два раза (C' = C/2), поскольку емкость конденсатора зависит от площади обкладок (S) и расстояния между ними (d) по формуле C = ε₀ * (S/d), где ε₀ - диэлектрическая проницаемость вакуума.

Таким образом, новая емкость C' = 10 пФ.

Теперь можем вычислить дополнительную работу W2, совершенную при новой емкости и той же разности потенциалов:

W2 = (1/2) * (10 * 10^(-12)) * (100^2) W2 = (1/2) * 10 * 10^(-12) * 10000 W2 = 5 * 10^(-12) * 10000 W2 = 5 * 10^(-2) W2 = 0.5 мДж

Таким образом, чтобы вдвое увеличить расстояние между обкладками, необходимо совершить дополнительную работу W2 = 0.5 мДж.