Question

Расстояние между пластинами плоского воздушного конденсатора d=0,02 м, площадь каждой пластины s = 0,05 м^2, конденсатор заряжен до напряжения u = 3000b и отключен от источника напряжения. определить силу притяжения пластин. какую работу нужно совершить, чтобы увеличить расстояние между пластинами до 0,05м.

Answer 1

Для начала найдём ёмкость конденсатора

C = ε×ε₀×S / d = 1 × 8,85 × 10⁻¹² × 0,05 / 0,02 = 22,125 × 10⁻¹² Ф

ε - диэлектрическая проницаемость среды, в воздухе равен 1

ε₀ - электрическая постоянная 8,85 × 10⁻¹² Ф/м

теперь найдём заряд пластин конденсатора

С = q / U  ⇒  q = C × U = 22,125 × 10⁻¹² Ф × 3000 B = 66,375 × 10⁻⁹ Кл

теперь найдём напряжённость поля между пластинами

E = U / d = 3000 / 0,02 = 150000 В/м

Сила притяжения двух пластин равна:

F = q × E = 66,375 × 10⁻⁹ Кл × 150000 В/м ≈ 9,96 × 10⁻³ H

работа равна произведению силы на расстояние

A = F × Δd =  9,96 × 10⁻³ H × 0,03 ≈ 0,3 мДж