Question

Плоский воздушный конденсатор емкостью 0,5 мкф подключили к источнику постоянного напряжения 100 в. а)какой заряд накопит конденсатор при зарядке? б)чему равна энергия заряженного конденсатора? в)после отключения конденсатора от источника напряжения расстояние между его пластинами увеличили в 2 раза.веществом с какой диэлектрической проницаемостью необходимо заполнить пространство между пластинами, чтобы энергия заряженного конденсатора осталась неизменной?

Answer 1

A)q=CU=0,5*10^-6*100=0,5*10^-4 Кл
б)W=CU^2/2=0,5*10^-6*10^4/2=0,25*10^-2 Дж
в)Если расстояние увеличили в 2 раза,то диэлектрическая проницаемость должна быть в 2 раза меньше

Answer 2

а) Для нахождения заряда, накопившегося на конденсаторе при зарядке, можно использовать формулу:

Q = C * V,

где Q - заряд, C - емкость конденсатора, V - напряжение источника.

Подставляя значения в формулу, получаем:

Q = 0,5 мкф * 100 В = 50 мкКл.

Ответ: заряд, накопленный на конденсаторе при зарядке, равен 50 мкКл.

б) Для нахождения энергии заряженного конденсатора можно использовать формулу:

E = 1/2 * C * V^2,

где E - энергия конденсатора, C - емкость конденсатора, V - напряжение источника.

Подставляя значения в формулу, получаем:

E = 1/2 * 0,5 мкф * (100 В)^2 = 2500 мкДж.

Ответ: энергия заряженного конденсатора равна 2500 мкДж.

в) После увеличения расстояния между пластинами в 2 раза, емкость конденсатора будет изменяться по формуле:

C' = C * k,

где C' - новая емкость, C - изначальная емкость, k - коэффициент изменения.

В данном случае k = (d'/d)^2, где d' - новое расстояние, d - изначальное расстояние.

Если энергия заряженного конденсатора должна остаться неизменной, то необходимо, чтобы новая емкость C' была такой, чтобы выполнялось равенство:

C' * (V^2) = C * (V^2),

где V - напряжение источника, одинаковое для обоих случаев.

Подставляя значения и учитывая выражение для k, получаем:

C * k * (V^2) = C * (V^2),

k * (V^2) = V^2,

k = 1.

Таким образом, для того чтобы энергия заряженного конденсатора осталась неизменной, необходимо использовать диэлектрик с диэлектрической проницаемостью, при котором коэффициент изменения емкости будет равен 1. Это означает, что диэлектрик не вносит изменений в емкость конденсатора и сохраняет его энергию.

Ответ: для сохранения энергии заряженного конденсатора необходимо заполнить пространство между пластинами веществом с диэлектрической проницаемостью, при котором коэффициент изменения емкости равен 1.