Какова работа, которую необходимо выполнить, чтобы увеличить расстояние между обкладками плоского воздушного

Содержание: Работа и разность потенциалов в плоском воздушном конденсаторе

Объяснение:
Работа, необходимая для увеличения расстояния между обкладками плоского воздушного конденсатора в 3 раза, может быть найдена с использованием следующей формулы:

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

где W - работа, C - емкость конденсатора, а V - напряжение источника.

Дано C = 3 мкФ и V = 100 В. Подставляя данные в формулу, получаем:

\[ W = \frac{1}{2} \cdot 3 \cdot 10^{-6} \cdot (100)^2 \]

\[ W = \frac{1}{2} \cdot 3 \cdot 10^{-6} \cdot 10000 \]

\[ W = 15 \cdot 10^{-6} \]

\[ W = 15 \cdot 10^{-6} \,Дж \]

Теперь рассмотрим разность потенциалов на конденсаторе после раздвижения его обкладок при отключении источника. Разность потенциалов на конденсаторе определяется следующей формулой:

\[ V_c = \frac{Q}{C} \]

где V_c - разность потенциалов на конденсаторе, Q - заряд на конденсаторе, а C - емкость конденсатора.

Поскольку источник отключен, заряд на конденсаторе не меняется. Таким образом, разность потенциалов на конденсаторе равна начальному напряжению источника:

\[ V_c = 100 \,В \]

Пример:
Увеличение расстояния между обкладками в 3 раза потребует работу 15 мкДж. Разность потенциалов на конденсаторе после раздвижения его обкладок при отключении источника будет составлять 100 В.

Совет:
Чтобы лучше понять эту тему, было бы полезно изучить концепции емкости, напряжения и работы в плоском воздушном конденсаторе. Емкость измеряется в фарадах (Ф), напряжение - в вольтах (В), и работа - в джоулях (Дж). Помните, что работа может быть рассчитана как половина произведения емкости и квадрата напряжения. Разность потенциалов на конденсаторе равна отношению заряда к емкости конденсатора.

Практика:
Плоский воздушный конденсатор имеет емкость 5 мкФ и напряжение 200 В. Какова работа, необходимая для увеличения расстояния между обкладками плоского воздушного конденсатора в 2 раза? Какая будет разность потенциалов на конденсаторе после раздвижения его обкладок при отключении источника?