Какова работа источника тока, выполненная при введении металлической пластины такой же площади, в плоский воздушный

Тема урока: Работа источника тока в плоском воздушном конденсаторе

Инструкция: Работа источника тока в плоском воздушном конденсаторе может быть определена как электрическая энергия, затраченная источником для передачи заряда на обкладки конденсатора или наоборот, полученная источником при разряде конденсатора. Работа источника тока в плоском конденсаторе определяется следующей формулой:

\[ W = \frac{1}{2} \cdot C \cdot (V_2^2 - V_1^2) \]

где:
- W - работа источника тока в джоулях (Дж)
- C - ёмкость конденсатора в фарадах (Ф)
- V_1 - начальное напряжение на конденсаторе в вольтах (В)
- V_2 - конечное напряжение на конденсаторе в вольтах (В)

В данном случае, ёмкость конденсатора (C) составляет:

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

где:
- S - площадь пластины в квадратных метрах (м²)
- d - расстояние между пластинами в метрах (м)
- \(\varepsilon_0\) - электрическая постоянная равная 8,8542 * 10^{-12} Ф/м

Таким образом, для определения работы источника тока необходимо знать начальное и конечное напряжение на конденсаторе.

Дополнительный материал: Пусть начальное напряжение на конденсаторе (V_1) равно 0 В, а конечное напряжение (V_2) равно 2 кВ (или 2000 В). Площадь пластин конденсатора (S) равна 60 см², что составляет 0,006 м². Расстояние между пластинами (d) равно 30 мм, что составляет 0,03 м. Подставляя значения в формулу, мы можем рассчитать работу источника тока.

Совет: Чтобы лучше понять работу источника тока в плоском воздушном конденсаторе, рекомендуется иметь представление о понятии ёмкости конденсатора и формуле для вычисления работы источника тока. Также полезно знать, как переводить единицы измерения. Внимательно следуйте пошаговому решению и обращайте внимание на разные единицы измерения в формуле.

Задача на проверку: Какова работа источника тока, если начальное напряжение на конденсаторе составляет 100 В, конечное напряжение - 500 В, площадь каждой пластины равна 40 см², а расстояние между пластинами равно 10 мм? Ответ округлите до десятых.