Какова работа, которую необходимо выполнить для увеличения расстояния между пластинами воздушного заряженного

Тема: Работа и энергия конденсатора

Пояснение: Работа, необходимая для увеличения расстояния между пластинами воздушного заряженного конденсатора в 3 раза, может быть найдена с использованием формулы для энергии конденсатора. Энергия, хранящаяся в конденсаторе, выражается через формулу:

E = (1/2) * C * V^2

где E - энергия, C - емкость конденсатора, V - напряжение на конденсаторе.

Если мы хотим увеличить расстояние между пластинами в 3 раза, то емкость конденсатора изменяется в обратной пропорции. То есть, если начальное расстояние между пластинами было d, то новое расстояние будет равно 3d. Следовательно, новая емкость будет равна начальной емкости, делённой на 3:

C" = C/3

Мы хотим, чтобы новая энергия конденсатора (когда он отключен от источника тока) равнялась 20 мкдж. Подставляя в формулу для энергии значения новой емкости и напряжения (которое остается постоянным), мы можем найти новое значение энергии:

E" = (1/2) * (C/3) * V^2 = 20 мкдж

Например:

Дано:
E = 20 мкдж

Известно, что E = (1/2) * C * V^2

Мы знаем, что новая емкость C" = C/3

Неизвестное значение - новое напряжение V"

Подставляя известные значения в формулу и решая уравнение, можно найти новое значение напряжения:

20 мкдж = (1/2) * (C/3) * V"^2

Совет: Для понимания работы и энергии конденсатора, рекомендуется ознакомиться с основными понятиями емкости, напряжения и энергии в курсе физики. Также полезно изучить формулы, связанные с конденсаторами, и способы их использования для решения задач.

Практика: Конденсатор имеет емкость 10 мкФ и напряжение 100 В. Найдите энергию, хранящуюся в этом конденсаторе. (Ответ представьте в микроджоулях)