Какой заряд на плоском конденсаторе с разностью потенциалов 160 В, если он помещен в керосин? Какова энергия

Тема занятия: Конденсатор в диэлектрике

Пояснение: Плоский конденсатор включает две параллельные пластины с зарядами противоположных знаков. Разность потенциалов (напряжение) между пластинами создает электрическое поле вокруг них. Керосин, основание вопроса, является диэлектриком, что означает, что он изменяет эффективность конденсатора.

Рассчитаем заряд на конденсаторе:
Выражение для емкости плоского конденсатора с диэлектриком:

C = (Керосин * ε₀ * S) / d,

где C - емкость конденсатора, Керосин - диэлектрическая проницаемость керосина, ε₀ - электрическая постоянная (ε₀ ≈ 8,85×10⁻¹² Ф/м), S - площадь пластин в квадратных метрах и d - расстояние между пластинами.

Расставим известные значения:

C = (2 * 8,85×10⁻¹² Ф/м * 250 * 10⁻⁴ м²) / 1,2 * 10⁻³ м.

Рассчитаем заряд на конденсаторе, используя формулу Q = C * U, где U - разность потенциалов:

Q = C * U = (2 * 8,85×10⁻¹² Ф/м * 250 * 10⁻⁴ м² * 160 В) / 1,2 * 10⁻³ м.

Теперь можно рассчитать энергию конденсатора, используя формулу W = (1/2) * C * U²:

W = (1/2) * C * U² = (1/2) * (2 * 8,85×10⁻¹² Ф/м * 250 * 10⁻⁴ м²) * (160 В)² / 1,2 * 10⁻³ м.

Дополнительный материал: Если разность потенциалов на плоском конденсаторе, помещенном в керосин, равна 160 В, площадь пластин составляет 250 см² (или 10⁻⁴ м²), а расстояние между пластинами равно 1,2 мм (или 1,2 * 10⁻³ м), вычислим заряд на конденсаторе и его энергию.

Совет: Всегда запоминайте формулы и изучайте значения единиц измерения, чтобы правильно использовать их в расчетах. При использовании диэлектрика в конденсаторе, обратите внимание на диэлектрическую проницаемость среды, которая может повлиять на емкость и энергию конденсатора.

Ещё задача: Расчет энергии конденсатора при разности потенциалов 200 В, площади пластин 300 см² и расстояния между пластинами 2 мм, если конденсатор помещен в вакуум. (Электрическая постоянная ε₀ ≈ 8,85×10⁻¹² Ф/м).