Question

Площадь пластин плоского воздушного конденсатора S = 100 см2, расстояние между ними d = 2,0 мм. Конденсатор зарядили от источника напряжением U0 = 300 В. Заряженный конденсатор отключили от источника, и пространство между пластинами заполнили парафином (e = 2,0). Определить значения С0 и С емкости конденсатора до и после заполнения парафином, а также разность потенциалов U между пластинами после заполнения парафином.

Answer 1

Ответ. C1=(e0*S)/d; e0=8,85*10^-12; S=10^-2; d=5*10^-3; Q=U*C1; C2=(e*e0*S)/d; e=6;U2=Q/C2; E2=U2/d; W2=(Q^2)/(2*C2); w=W2/(S*d); F=0,5*Q*E2; b=Q/S;

Answer 2

Для определения значений емкостей конденсатора до и после заполнения парафином, а также разности потенциалов между пластинами после заполнения парафином, воспользуемся формулой емкости плоского воздушного конденсатора:

C = ε₀ * S / d

где C - емкость конденсатора, ε₀ - электрическая постоянная (ε₀ = 8,85 * 10^(-12) Ф/м), S - площадь пластин конденсатора, d - расстояние между пластинами.

Для расчета емкости конденсатора до заполнения парафином подставим известные значения:

S = 100 см² = 100 * 10^(-4) м² d = 2,0 мм = 2,0 * 10^(-3) м

C₀ = ε₀ * S / d = (8,85 * 10^(-12) Ф/м) * (100 * 10^(-4) м²) / (2,0 * 10^(-3) м) = 4,425 * 10^(-9) Ф = 4,425 нФ

Теперь рассчитаем емкость конденсатора после заполнения парафином. Так как относительная диэлектрическая проницаемость парафина равна e = 2,0, то емкость конденсатора после заполнения будет:

C = e * ε₀ * S / d = 2,0 * (8,85 * 10^(-12) Ф/м) * (100 * 10^(-4) м²) / (2,0 * 10^(-3) м) = 8,85 * 10^(-9) Ф = 8,85 нФ

Наконец, для определения разности потенциалов между пластинами после заполнения парафином воспользуемся формулой:

U = U₀ * (C₀ / C)

где U₀ - напряжение источника, U - разность потенциалов между пластинами после заполнения парафином.

Подставим известные значения:

U₀ = 300 В C₀ = 4,425 нФ C = 8,85 нФ

U = 300 В * (4,425 нФ / 8,85 нФ) = 150 В

Таким образом, значение емкости конденсатора до заполнения парафином составляет 4,425 нФ, значение емкости конденсатора после заполнения составляет 8,85 нФ, а разность потенциалов между пластинами после заполнения парафином равна 150 В.