Question

Определить энергию плоского конденсатора с площадью каждой обкладки 600см². заряд конденсатора 2*10-⁷ Кл, а диэлектриком служит парафинированная бумага толщиной 2 мм. E=2

Answer 1

Для определения энергии плоского конденсатора сначала нужно найти емкость конденсатора, а затем применить формулу для расчета энергии.

1. Найдем емкость конденсатора:
Емкость конденсатора можно вычислить с использованием формулы:
C = ε₀ * εᵣ * A / d,
где C - емкость конденсатора, ε₀ - электрическая постоянная, εᵣ - диэлектрическая проницаемость, A - площадь каждой обкладки конденсатора, d - расстояние между обкладками.

Дано: площадь каждой обкладки A = 600 см² = 600 * 10⁻⁴ м²,
заряд конденсатора q = 2 * 10⁻⁷ Кл,
толщина диэлектрика d = 2 мм = 2 * 10⁻³ м,
диэлектрическая проницаемость парафинированной бумаги εᵣ = 2.

Подставим данные в формулу:
C = ε₀ * εᵣ * A / d.

Для расчета энергии понадобятся единицы измерения электрической постоянной и диэлектрической проницаемости:
ε₀ = 8.85 * 10⁻¹² Ф/м,
εᵣ - безразмерная величина.

2. Подставим известные значения и выполним расчет емкости:
C = (8.85 * 10⁻¹² Ф/м) * 2 * (600 * 10⁻⁴ м²) / (2 * 10⁻³ м).

Выполняем вычисления:
C = 8.85 * 10⁻¹⁰ Ф.

Теперь, когда мы знаем емкость конденсатора, можем перейти к расчету энергии.

3. Расчет энергии:
Энергия E конденсатора определяется по формуле:
E = (1/2) * C * V²,
где E - энергия, C - емкость конденсатора, V - напряжение на конденсаторе.

Дано: напряжение на конденсаторе V = 2 В.

Подставим известные значения и выполним расчет:
E = (1/2) * (8.85 * 10⁻¹⁰ Ф) * (2 В)².

Выполняем вычисления:

E = (1/2) * (8.85 * 10⁻¹⁰ Ф) * (4 В²).

E = 1.77 * 10⁻⁹ Дж.

Таким образом, энергия плоского конденсатора составляет 1.77 * 10⁻⁹ Дж.