Question

Плоский воздушный конденсатор емкостью 10 пФ заряжен до разности потенциалов 300 В .После отключения от источника напряжения расстояние между пластинами конденсатора было увеличено в 5 раз .Определить разность потенциалов на обкладках конденсатора после того как их раздвинули и работу внешних сил по раздвижению пластин

Answer 1

Дано:

$C = 1.6 * 10^{3}$ ПФ $= 1.6 * 10^{-9}$ Ф

$U = 300 B$

----------------------------

$U_{1} ? A ?$

Решение:

Формула для расчета емкости 

$C =$ ԑ ԑoS/d

$d$ - расстояние между пластинами

при УВЕЛИЧЕНИИ расстояния между пластинами в 5 раз - ёмкость УМЕНЬШИТСЯ в 5 раз.

$C = \frac{Q}{U}$; $Q = CU$

Количество заряда на пластинах - неизменно

$Q = CU = C1 * U1$

$U1 = \frac{CU}{C1} = \frac{C}{C1} * U$ $= 5U = 5 * 300 = 1500 B$ - разность потенциалов  после раздвижения пластин

Энергия конденсатора ДО  $W = \frac{CU ^{2} }{2}$

Энергия конденсатора ПОСЛЕ  $W1 = \frac{C1U1 ^{2} }{2}$

Работа , совершенная внешними силами для раздвижения пластин

$A = W - W1 = \frac{CU ^{2} }{2} - \frac{C1U2}{2} = \frac{CU ^{2} }{2} - ( \frac{C}{5} ) \frac{U1 ^{2} }{2} = \frac{C}{2} (U ^{2} - \frac{U1 ^{2} }{5} )$

$A = \frac{C}{2} ( \frac{U ^{2}-U1 ^{2} }{5} )$  $= \frac{1.6 * 10^{-9}}{2(300 ^{2} - \frac{1500 ^{2}}{5} }$ $=$

Посчитайте, вот вам и будет ответ в Дж.