Площадь пластины плоского воздушного конденсатора 625 см2, расстояние между ними 0,5 мм, напряжение 10 В. Конденсатор отключен от источника напряжения. На сколько изменится энергия конденсатора после раздвижения пластин до расстояния 5 мм между ними
Для начала, нам нужно найти емкость конденсатора. Формула для емкости конденсатора:
C = ε₀ * S / d,
где C – емкость конденсатора,
ε₀ – электрическая постоянная в вакууме (примерно равна 8,85 * 10⁻¹² Ф/м),
S – площадь пластин конденсатора,
d – расстояние между пластинами.
Подставим известные значения в формулу:
C = (8,85 * 10⁻¹² Ф/м) * (625 см²) / (0,5 мм).
Переведем единицы измерения площади и расстояния в систему СИ:
1 см² = 10⁻⁴ м²,
1 мм = 10⁻³ м.
Теперь мы можем найти изменение энергии конденсатора. Формула для изменения энергии конденсатора:
ΔE = (1/2) * C * (ΔV)²,
где ΔE – изменение энергии конденсатора,
C – емкость конденсатора (мы уже нашли ее),
ΔV – изменение напряжения между пластинами конденсатора.
В нашем случае конденсатор отключен от источника напряжения, поэтому изменение напряжения ΔV равно 0.
Подставим известные значения в формулу:
ΔE = (1/2) * (11,0625 * 10⁻⁶ Ф) * (0 В)² = 0 Дж.
Таким образом, энергия конденсатора не изменится после раздвижения пластин до расстояния 5 мм.
Для начала, нам нужно найти емкость конденсатора. Формула для емкости конденсатора:
C = ε₀ * S / d,
где C – емкость конденсатора,
ε₀ – электрическая постоянная в вакууме (примерно равна 8,85 * 10⁻¹² Ф/м),
S – площадь пластин конденсатора,
d – расстояние между пластинами.
Подставим известные значения в формулу:
C = (8,85 * 10⁻¹² Ф/м) * (625 см²) / (0,5 мм).
Переведем единицы измерения площади и расстояния в систему СИ:
1 см² = 10⁻⁴ м²,
1 мм = 10⁻³ м.
Тогда получим:
C = (8,85 * 10⁻¹² Ф/м) * (625 * 10⁻⁴ м²) / (0,5 * 10⁻³ м) =
= (8,85 * 625 * 10⁻¹² * 10⁻⁴) / (0,5 * 10⁻³) =
= (8,85 * 625 * 10⁻¹² * 10⁻⁴) / (0,5 * 10⁻³) =
= (5,53125 * 10⁻⁷) / (0,0005) =
= 11,0625 * 10⁻⁴ Ф = 11,0625 мкФ.
Теперь мы можем найти изменение энергии конденсатора. Формула для изменения энергии конденсатора:
ΔE = (1/2) * C * (ΔV)²,
где ΔE – изменение энергии конденсатора,
C – емкость конденсатора (мы уже нашли ее),
ΔV – изменение напряжения между пластинами конденсатора.
В нашем случае конденсатор отключен от источника напряжения, поэтому изменение напряжения ΔV равно 0.
Подставим известные значения в формулу:
ΔE = (1/2) * (11,0625 * 10⁻⁶ Ф) * (0 В)² = 0 Дж.
Таким образом, энергия конденсатора не изменится после раздвижения пластин до расстояния 5 мм.