1. Какова емкость конденсатора, если при его зарядке до напряжения 2,3 кВ он получает заряд 69 нКл? 2. Наибольшая емкость школьного конденсатора 65мкФ. Какой заряд он накопит при его подключении к полюсам постоянного напряжения 40 В?
3. Найти емкость плоского конденсатора, состоящего из двух круглых пластин
диаметром 30 см, разделенных парафиновой прослойкой толщиной 2 мм
4. Конденсатору емкостью 20 мкФ сообщили заряд 6 мкКл. Какова энергия заряженного конденсатор?
C = Q / V,
где C - емкость конденсатора, Q - заряд, V - напряжение.
В данном случае заряд составляет 69 нКл, а напряжение - 2,3 кВ.
Прежде чем подставить значения в формулу, нужно привести их к основным единицам измерения.
69 нКл = 69 * 10^(-9) Кл,
2,3 кВ = 2,3 * 10^3 В.
Теперь подставляем значения в формулу:
C = 69 * 10^(-9) Кл / 2,3 * 10^3 В.
Делим числитель и знаменатель на 0,23 (10^3), чтобы сократить наши значения:
C = 69 * 10^(-9) Кл / (2,3 * 10^3 В / 0,23).
Упрощаем выражение:
C = 69 * 10^(-9) Кл / (10) = 6,9 * 10^(-9) Ф, или 6,9 нФ.
Это означает, что емкость данного конденсатора составляет 6,9 нФ.
2. Для вычисления заряда конденсатора при подключении к постоянному напряжению, используется формула:
Q = C * V,
где Q - заряд, C - емкость конденсатора, V - напряжение.
В данном случае емкость составляет 65 мкФ, а напряжение - 40 В.
Прежде чем подставить значения в формулу, нужно привести их к основным единицам измерения.
65 мкФ = 65 * 10^(-6) Ф,
40 В = 40 В.
Теперь подставляем значения в формулу:
Q = 65 * 10^(-6) Ф * 40 В.
Умножаем числа в числителе:
Q = 2600 * 10^(-6) Кл.
Упрощаем выражение:
Q = 2,6 * 10^(-3) Кл, или 2,6 мКл.
Это означает, что конденсатор накопит заряд 2,6 мКл при подключении к полюсам постоянного напряжения 40 В.
3. Для вычисления емкости плоского конденсатора, используется формула:
C = (ε0 * εr * S) / d,
где C - емкость конденсатора, ε0 - электрическая постоянная (ε0 ≈ 8,85 * 10^(-12) Ф/м), εr - диэлектрическая проницаемость, S - площадь пластин, d - расстояние между пластинами.
В данном случае диаметр пластин составляет 30 см, что равно 0,3 м, а толщина парафиновой прослойки - 2 мм, что равно 0,002 м.
Площадь пластин рассчитывается по формуле S = π * r^2, где r - радиус пластин.
В данном случае радиус пластин равняется половине диаметра, то есть 0,15 м.
Теперь подставляем значения в формулу:
C = (8,85 * 10^(-12) Ф/м * εr * π * 0,15^2 м^2) / 0,002 м.
Упрощаем выражение:
C = (8,85 * 10^(-12) Ф/м * εr * 0,07065 м^2) / 0,002 м.
Находим перемножение чисел в числителе:
C = 0,62152 * εr Ф.
Таким образом, емкость плоского конденсатора составляет 0,62152 * εr Ф.
4. Для вычисления энергии заряженного конденсатора используется формула:
W = (Q^2)/(2C),
где W - энергия, Q - заряд конденсатора, C - его емкость.
В данном случае емкость составляет 20 мкФ, а заряд - 6 мкКл.
Прежде чем подставить значения в формулу, нужно привести их к основным единицам измерения.
20 мкФ = 20 * 10^(-6) Ф,
6 мкКл = 6 * 10^(-6) Кл.
Теперь подставляем значения в формулу:
W = (6 * 10^(-6) Кл)^2 / (2 * 20 * 10^(-6) Ф).
Упрощаем выражение:
W = 36 * 10^(-12) Кл^2 / (40 * 10^(-6) Ф).
Чтобы разделить заряды, нужно вычислить дробь:
W = 0,9 Кл.
Таким образом, энергия заряженного конденсатора составляет 0,9 Кл.