Какова стала энергия конденсатора после удаления диэлектрика с диэлектрической проницаемостью 7, если до этого она была

Тема занятия: Расчет энергии конденсатора

Разъяснение:
Энергия конденсатора может быть рассчитана с использованием формулы:

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

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

В данном задании нам дано начальное значение энергии конденсатора (E1 = 400 мкдж) и значение диэлектрической проницаемости диэлектрика (ε = 7). После удаления диэлектрика, его проницаемость равна проницаемости вакуума (ε₀ ≈ 8.85 * 10^-12 Ф/м).

Для решения задачи, нам необходимо сначала найти начальную энергию конденсатора до удаления диэлектрика, используя формулу энергии конденсатора:

E1 = (1/2) * (ε * A * d) * V^2,

где ε - проницаемость диэлектрика, A - площадь пластин конденсатора, d - расстояние между пластинами и V - напряжение на конденсаторе.

Далее, после удаления диэлектрика, его проницаемость заменяется проницаемостью вакуума, и энергия конденсатора станет:

E2 = (1/2) * (ε₀ * A * d) * V^2.

Из условия задачи следует, что E1 = E2, поэтому мы можем записать:

(1/2) * (ε * A * d) * V^2 = (1/2) * (ε₀ * A * d) * V^2.

Cокращая общие множители и решая уравнение, получаем:

ε * V^2 = ε₀ * V^2.

Таким образом, значение напряжения на конденсаторе останется неизменным после удаления диэлектрика.

Пример:
Дано: E1 = 400 мкдж, ε = 7.

Используем формулу энергии конденсатора, чтобы найти значение напряжения на конденсаторе до удаления диэлектрика:

400 мкдж = (1/2) * 7 * V^2.

Решаем уравнение для V:

200 мкдж = 7 * V^2.

V^2 = (200 мкдж) / 7.

V ≈ √(28,57 мкдж).

После удаления диэлектрика, значение напряжения на конденсаторе останется приблизительно равным √(28,57 мкдж).

Совет:
Для лучшего понимания этой темы, рекомендуется изучить основные свойства конденсаторов, их емкость и энергию, а также обратить внимание на формулы, используемые для расчета энергии конденсатора. Практические задачи помогут закрепить полученные знания.

Закрепляющее упражнение:
Найдите энергию конденсатора с емкостью 10 мкФ и напряжением 5 В.