Какую наименьшую работу A необходимо выполнить для удаления одной из внесенных пластин из конденсатора? Пластины

Тема вопроса: Работа и энергия

Описание:

Работа, необходимая для удаления одной из пластин из конденсатора, может быть вычислена как изменение энергии конденсатора.

Изначально, энергия конденсатора определяется формулой:

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

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

Конденсатор заряжен и не подключен к источнику, поэтому энергия в начальный момент времени равна:

E1 = (1/2) * C * V1^2.

Когда введены две пластины параллельно обкладкам, емкость изменяется:

C" = C/2,

а напряжение остается неизменным:

V" = V.

Новая энергия конденсатора после введения пластин:

E2 = (1/2) * C" * V"^2 = (1/2) * (C/2) * V^2.

Искомая работа A, необходимая для удаления одной из пластин, равна изменению энергии:

A = E2 - E1 = (1/2) * (C/2) * V^2 - (1/2) * C * V^2.

Упрощая эту формулу, получим ответ:

A = - (1/4) * C * V^2.

Пример:
Школьник спрашивает: "Какую наименьшую работу А необходимо выполнить, чтобы удалить одну из пластин из конденсатора, если его энергия изменилась при введении пластин?".
Учитель: Для расчета работы А необходимо знать значения емкости и напряжения на конденсаторе до и после введения пластин.

Совет:
Если вам даны значения напряжения и емкости конденсатора до и после введения пластин, вы можете использовать формулу A = - (1/4) * C * V^2 для быстрого расчета работы.

Ещё задача:
Для конденсатора с емкостью 2F и зарядом 10C перед введением пластин напряжение составляло 50V. После введения пластин напряжение осталось неизменным. Какая работа А необходима для удаления одной из пластин из конденсатора?