Как изменится емкость и энергия плоского воздушного конденсатора, заряженного от источника тока с напряжением

Тема: Изменение емкости и энергии плоского воздушного конденсатора

Объяснение:
Емкость воздушного конденсатора определяется формулой:

C = (ε₀ * εᵣ * S) / d,

где C - емкость конденсатора, ε₀ - электрическая постоянная (приближённое значение 8,85 * 10^(-12) Ф/м), εᵣ - диэлектрическая проницаемость среды (для воздуха примерно равна 1), S - площадь пластин, d - расстояние между пластинами.

Энергия конденсатора вычисляется по формуле:

W = (1/2) * C * U²,

где W - энергия конденсатора, C - емкость конденсатора, U - напряжение на конденсаторе.

При погружении воздушного конденсатора наполовину в масло, изменится только диэлектрическая проницаемость, остальные параметры остаются неизменными.

Для нахождения измененной емкости конденсатора в масле, мы можем использовать формулу емкости с заменой εᵣ на εᵣ" (диэлектрическая проницаемость масла).

Аналогично, для нахождения измененной энергии конденсатора в масле, мы можем использовать формулу энергии с измененной емкостью.

Дополнительный материал:
Для данного случая, мы можем использовать следующие значения: S = 80 * 10^(-4) м², d = 2,3 * 10^(-3) м, U = 200 В и εᵣ" - значение диэлектрической проницаемости масла, которое необходимо задать. С допущением, что εᵣ" = 2,2 (примерное значение для трансформаторного масла), мы можем выполнить следующие вычисления:

C" = (ε₀ * εᵣ" * S) / d,

W" = (1/2) * C" * U².

Совет: Для лучшего понимания этой темы, рекомендуется изучить основные понятия емкости и энергии конденсатора, а также принцип работы плоского конденсатора.

Проверочное упражнение:
Найдите измененную емкость и энергию плоского воздушного конденсатора, заполненного наполовину трансформаторным маслом с εᵣ" = 2,2. Площадь пластин составляет 80 см², а расстояние между ними равно 2,3 мм. Напряжение на конденсаторе составляет 200 В.