Заряд и напряжение конденсатора
1) Какой заряд у конденсатора плоского воздушного, если площадь каждой из его пластин составляет 62,8 см2, а расстояние
1) Какой заряд у конденсатора плоского воздушного, если площадь каждой из его пластин составляет 62,8 см2, а расстояние между пластинами равно 5 мм, а разность потенциалов между обкладками – 60 В?
2) Какой будет разность потенциалов у плоского конденсатора, если расстояние между пластинами изначально было 1 см, а затем пластины раздвинули до 5 см? Конденсатор был заряжен до 300 В и отключен от источника напряжения.
3) Найдите начальное значение напряжения (в вольтах), если увеличение напряжения, поданного на конденсатор ёмкостью 20 мкФ в 2 раза, вызвало возрастание энергии электрического поля на 0,3 Дж.
4) Какое было начальное значение напряжения у конденсатора, если его емкость составляет 10 нФ, а заряд на нем – 30 мКл?
2) Какой будет разность потенциалов у плоского конденсатора, если расстояние между пластинами изначально было 1 см, а затем пластины раздвинули до 5 см? Конденсатор был заряжен до 300 В и отключен от источника напряжения.
3) Найдите начальное значение напряжения (в вольтах), если увеличение напряжения, поданного на конденсатор ёмкостью 20 мкФ в 2 раза, вызвало возрастание энергии электрического поля на 0,3 Дж.
4) Какое было начальное значение напряжения у конденсатора, если его емкость составляет 10 нФ, а заряд на нем – 30 мКл?
20.12.2023 20:13
Написать свой ответ:
Разъяснение:
1) Для вычисления заряда конденсатора воспользуемся формулой: Q = C * U, где Q - заряд конденсатора, C - его ёмкость, а U - разность потенциалов между обкладками. Однако, перед тем как подставить значения в формулу, необходимо учесть, что площадь пластин и расстояние между ними выражены в разных единицах измерения. Для удобства расчетов необходимо привести все к одной системе единиц. Так как 1 м = 100 см, то площадь пластин составляет 0.0628 м², а расстояние между ними равно 0.005 м. Теперь можем подставить значения в формулу: Q = (0.0628 м²) * (0.005 м) * (60 В) = 0.01884 Кл.
2) Разность потенциалов (U) на пластинах конденсатора можно найти, используя формулу: U = Q / C, где Q - заряд конденсатора, C - его ёмкость. Для начального расстояния между пластинами равного 0.01 м получим: U1 = 300 В / 20 мкФ = 15000 В. При раздвинутых пластинах расстояние между ними будет равно 0.05 м, тогда: U2 = Q / C = U1 * C / (new distance between plates) = 15000 В * 20 мкФ / 0.05 м = 6000 В.
3) Чтобы найти начальное значение напряжения на конденсаторе, необходимо знать его начальную энергию. Формула для расчета энергии электрического поля конденсатора: E = (1/2) * C * U^2, где E - энергия, C - ёмкость, U - напряжение. При увеличении напряжения в 2 раза, энергия тоже увеличивается в 2 раза. Поэтому начальное значение напряжения будет в корне из приращения энергии. Таким образом, начальное значение напряжения составит √2 ≈ 1.414 В.
Например:
1) Заряд конденсатора плоского воздушного равен 0.01884 Кл.
2) Разность потенциалов у плоского конденсатора после раздвижения пластин составит 6000 В.
3) Начальное значение напряжения на конденсаторе равно приблизительно 1.414 В.
Совет: При решении задач на конденсаторы всегда проверяйте единицы измерения и приводите их к одному виду. Также, обращайте внимание на формулы, которые связывают заряд, напряжение и ёмкость конденсатора.
Задача для проверки: Конденсатор имеет ёмкость 12 мкФ и заряжен до напряжения 480 В. Какой заряд накоплен на пластинах конденсатора?