Какова энергия заряженного плоского конденсатора с твердым диэлектриком, если известны следующие значения: объём

Тема занятия: Энергия заряженного плоского конденсатора с твердым диэлектриком.

Описание: Для расчета энергии заряженного плоского конденсатора с твердым диэлектриком, мы можем использовать следующую формулу:

\[ E = \frac{1}{2} C V^2 \]

Где:
- E - энергия (в джоулях),
- C - емкость конденсатора (в фарадах),
- V - напряжение на конденсаторе (в вольтах).

Переопределим формулу емкости конденсатора для случая с твердым диэлектриком:

\[ C = \kappa \varepsilon_0 \frac{S}{d} \]

Где:
- C - емкость конденсатора (в фарадах),
- \kappa - диэлектрическая проницаемость,
- \varepsilon_0 - электрическая постоянная (8.85 * 10^-12 Ф/м),
- S - площадь пластин конденсатора (в квадратных метрах),
- d - расстояние между пластинами конденсатора (в метрах).

Мы знаем, что объем диэлектрика составляет 10^-3 м^3, поэтому можем найти площадь пластин конденсатора:

\[ S = \frac{V}{d} \]

Таким образом, мы можем найти емкость и, в итоге, энергию конденсатора:

\[ C = \kappa \varepsilon_0 \frac{S}{d} \]

\[ E = \frac{1}{2} C V^2 \]

Демонстрация: Допустим, у нас есть плоский конденсатор с диэлектриком, диэлектрическая проницаемость которого равна 5, и напряженность поля в диэлектрике составляет 10 вольт на метр. Примем, что расстояние между пластинами конденсатора равно 0.1 м. Мы хотим найти энергию конденсатора.

Совет: При решении задачи внимательно читайте условия и разберитесь, какие значения известны, чтобы определить, какую формулу использовать и какие шаги выполнить для получения искомого результата.

Задание: У вас есть плоский конденсатор с диэлектриком, диэлектрическая проницаемость которого равна 4, и площадь пластин конденсатора составляет 0.02 квадратных метра. Расстояние между пластинами конденсатора равно 0.1 метра. Найдите энергию конденсатора, если напряжение на нем составляет 500 вольт.