Потенциал и энергия конденсатора
1) Какова разность потенциалов между пластинами конденсатора, если он имеет заряд q, отключен от источника напряжения
1) Какова разность потенциалов между пластинами конденсатора, если он имеет заряд q, отключен от источника напряжения и погружен в керосин на 3/4 своего объема в вертикальном положении, где ε = 2, S - площадь каждой пластины конденсатора, а d - расстояние между пластинами?
2) Если заряженный воздушный конденсатор, отключенный от источника напряжения, имеет энергию W, то какая будет его энергия, если между обкладками полностью заполнить диэлектриком?
2) Если заряженный воздушный конденсатор, отключенный от источника напряжения, имеет энергию W, то какая будет его энергия, если между обкладками полностью заполнить диэлектриком?
27.11.2023 02:33
Написать свой ответ:
Объяснение:
1) Разность потенциалов (U) между пластинами конденсатора можно найти с помощью формулы U = q/C, где q - заряд конденсатора, C - его емкость. В данной задаче конденсатор отключен от источника напряжения, поэтому его заряд остается постоянным, равным q. Емкость конденсатора определяется формулой C = εS/d, где ε - диэлектрическая проницаемость среды (в данном случае керосина), S - площадь каждой пластины конденсатора, d - расстояние между пластинами. Подставляя значения в эти формулы, получаем:
U = q/(εS/d) = qd/(εS) = (q/S)*(d/ε)
2) Энергия (W) заряженного конденсатора связана с его зарядом (q) и напряжением (U) по формуле W = (1/2)*q*U. Если между обкладками конденсатора полностью заполнить диэлектриком, емкость конденсатора увеличится в k раз (k - диэлектрическая проницаемость среды), тогда новая энергия (W") будет равна W" = (1/2)*q*(kU), где kU - новое напряжение между пластинами.
Дополнительный материал:
1) Конденсатор имеет заряд q = 2 мКл, площадь пластин S = 10 см^2, расстояние между пластинами d = 5 мм, диэлектрическая проницаемость керосина ε = 2. Найдем разность потенциалов между пластинами:
U = (2 мКл/10 см^2)*(5 мм/2) = 0.2 кВ.
2) Заряженный конденсатор имеет энергию W = 10 Дж. Если между обкладками полностью заполнить диэлектриком, и диэлектрическая проницаемость среды k = 3, то новая энергия будет:
W" = (1/2)*(2 мКл)*(3*0.2 кВ) = 0.6 мДж.
Совет:
Для понимания задач по конденсаторам рекомендуется освоить основные понятия и формулы, связанные с конденсаторами, а также уметь работать со схемами подключения. Важно применять соответствующие формулы и подставлять значения в нужные переменные. При работе с задачами на нахождение разности потенциалов и энергии конденсатора необходимо учитывать условия задачи и проводить все расчеты согласно имеющимся данным.
Ещё задача:
1) Конденсатор имеет заряд q = 5 мКл, площадь пластин S = 12 см^2, расстояние между пластинами d = 3 мм, диэлектрическая проницаемость керосина ε = 1.5. Найдите разность потенциалов между пластинами конденсатора.
2) Заряженный конденсатор имеет энергию W = 8 Дж. Если между обкладками полностью заполнить диэлектриком с диэлектрической проницаемостью k = 2.5, то какая будет его энергия?