Question

Конденсатор заряжают от сети, а затем, отключив от неё, уменьшают расстояние между обкладками в 4 раза. Как при этом изменяются следующие величины: ёмкость, заряд на обкладках, напряжение и энергия электрического поля конденсатора?

Answer 1

Заряд остается неизменным
q=C*U
C=εo*ε*S/d   емкость увеличится в 4 раза
напряжение уменьшится в 4 раза
энергия W=q²/(2*C)   уменьшится в 4 раза 
=================

Answer 2

Когда конденсатор заряжают от сети, он накапливает заряд на своих обкладках и приобретает определенную ёмкость, напряжение и энергию электрического поля. Когда конденсатор отключают от сети и уменьшают расстояние между его обкладками в 4 раза, следующие величины изменяются следующим образом:

1. Ёмкость: Ёмкость конденсатора увеличивается в 16 раз, так как ёмкость конденсатора пропорциональна отношению площади обкладок к расстоянию между ними, и уменьшение расстояния в 4 раза приводит к увеличению ёмкости в 4^2=16 раз.

2. Заряд на обкладках: Заряд на обкладках конденсатора остается неизменным, так как он зависит от напряжения и ёмкости по формуле Q = CV, и увеличение ёмкости компенсируется уменьшением напряжения.

3. Напряжение: Напряжение на конденсаторе уменьшается в 4 раза, так как напряжение обратно пропорционально ёмкости и заряду по формуле V = Q/C, и увеличение ёмкости в 16 раз приводит к уменьшению напряжения в 4 раза.

4. Энергия электрического поля: Энергия электрического поля конденсатора увеличивается в 64 раз, так как энергия электрического поля пропорциональна квадрату напряжения и ёмкости по формуле E = 0.5*CV^2, и увеличение ёмкости в 16 раз и уменьшение напряжения в 4 раза приводит к увеличению энергии в (16*4^2)=64 раза.

Таким образом, при уменьшении расстояния между обкладками конденсатора в 4 раза, его ёмкость увеличивается, напряжение и энергия электрического поля уменьшаются, а заряд на обкладках остается неизменным.