Какова разность потенциалов в заряженном плоском конденсаторе с диэлектриком из фарфора, если расстояние между

Тема: Заряженный плоский конденсатор с диэлектриком из фарфора

Объяснение: Разность потенциалов в конденсаторе равна разности напряжений на пластинах конденсатора. Для определения разности потенциалов, нам необходимо знать значение напряженности электрического поля и расстояние между пластинами конденсатора.

Напряженность электрического поля (E) можно вычислить с помощью формулы:

E = U / d,

где U - напряжение на пластинах конденсатора, а d - расстояние между пластинами.

Объемная плотность энергии поля (w) вычисляется с использованием следующей формулы:

w = (1/2) * ε * E^2,

где ε - диэлектрическая проницаемость диэлектрика.

Для фарфора значение диэлектрической проницаемости (ε) составляет около 5.

Демонстрация:
Дано: расстояние между пластинами (d) = 2 мм.
Требуется найти: разность потенциалов (U), значения напряженности (E) и объемной плотности энергии поля (w).

1. Расчет напряженности:
E = U / d,
E = U / 0,002 м, (1 мм = 0,001 м),
E = 500U В/м.

2. Расчет объемной плотности энергии поля:
w = (1/2) * ε * E^2,
w = (1/2) * 5 * (500U В/м)^2,
w = 1250U^2 Дж/м^3.

3. Расчет разности потенциалов:
U = E * d,
U = 500U В/м * 0,002 м,
U = 1 В.

Таким образом, разность потенциалов в заряженном плоском конденсаторе с диэлектриком из фарфора равна 1 В, напряженность электрического поля составляет 500 В/м, а объемная плотность энергии поля - 1250 Дж/м^3.

Совет: Для лучшего понимания темы, рекомендуется ознакомиться с основными определениями и формулами по теории электричества и конденсаторам.

Дополнительное задание: Дан плоский конденсатор с диэлектриком из вакуума. Расстояние между пластинами составляет 5 мм. Найдите разность потенциалов в этом конденсаторе, если значение напряженности электрического поля равно 200 В/м. Какова объемная плотность энергии поля в этом конденсаторе?