Question

Плоский воздушный конденсатор с площадью пластин по 80см² и расстоянием между ними 1.5мм заряжается от источника с напряжением 100В,отключаеться от него и погружается в жидкий диэлектрик с относительной диэлектрической проницаемостью 2.5.Как и насколько изменится при этом энергия конденсатора.?

Answer 1

1) найдем электроемкость воздушного конденсатора

C1=εο*S/d=8,85*10^-12*80*10^-4/1,5*10^-3=47,2*10^-12 Ф

2) после опускания в жидкий диэлектрик емкость увеличится в ε раз
а заряд не изменится

С2=С1*ε
W1=C1*U²/2=47,2*10^-12*10^4/2=23,6*10^-8 Дж

W2=q²/2*C2=(C1*U)²/2C2=C1²*U²/2*C1*ε=C1*U²/2*ε=W1/ε
W2=W1/2,5=9,44*10^-8 Дж
энергия уменьшилась в ε=2,5 раз

W1-W2=14,16*10^-8 Дж

Answer 2

C=εε0S/d -ёмкость конденсатора           W=CU2/2  -энергия конденсатора        ε0=8,85·10 ^ -12 Ф/м -электрическая постоянная   ε=2,5 – диэлектрическая проницаемость среды   W1= ε0 S U2/2 d=8,85·10-12·0,008·10000/2·0,0015=

2,36·10 ^ -7Дж  

W2= εε0 S U2/2 d=2,36·10-7·2,5=5,9·10 ^ -7 Дж