Какую наименьшую работу необходимо выполнить при сохранении подключения конденсатора к источнику напряжения, чтобы

Содержание: Работа и энергия
Пояснение: Для решения этой задачи, необходимо использовать понятие работы и энергии. Работа, совершаемая при переносе заряда через конденсатор, связана с изменением его потенциальной энергии. Потенциальная энергия конденсатора дана формулой: E = (1/2) * C * V^2, где C - ёмкость конденсатора, V - напряжение на конденсаторе.

Чтобы удвоить расстояние между обкладками конденсатора, необходимо увеличить его ёмкость. Допустим, изначальная ёмкость конденсатора равна C0, а итоговая ёмкость - C1. Мы должны найти работу, необходимую для этого.

Расстояние между обкладками конденсатора пропорционально его площади (S) и обратно пропорционально ёмкости (C): d ∝ 1/C. Таким образом, чтобы удвоить расстояние (d), мы должны увеличить ёмкость в два раза (C0 * 2 = C1). Следовательно, работа, необходимая для выполнения этого действия, равна изменению потенциальной энергии: ΔE = E1 - E0 = (1/2) * C1 * V^2 - (1/2) * C0 * V^2.

Демонстрация:
Задан конденсатор с начальной ёмкостью 2 мкФ и напряжением 10 В. Найдите работу, необходимую для удвоения расстояния между его обкладками.

Совет:
При решении задач по работе и энергии полезно помнить, что работа, совершаемая внешней силой, равна изменению энергии объекта. Используйте соответствующие формулы и учтите все данные, чтобы получить правильный ответ.

Задача на проверку:
У вас есть конденсатор с ёмкостью 4 мкФ и напряжением 20 В. Какую работу нужно совершить, чтобы утроить расстояние между обкладками конденсатора?