Какую работу источника тока совершили при введении металлической пластины толщиной 10 мм такой же площади в плоский

Тема: Работа источника тока в плоском воздушном конденсаторе.

Разъяснение: Работа источника тока в плоском воздушном конденсаторе может быть вычислена с использованием следующей формулы:

\[ W = \frac{1}{2} C \cdot U^2 \]

где \(W\) - работа источника тока, \(C\) - емкость конденсатора, \(U\) - напряжение источника.

Для начала необходимо вычислить емкость конденсатора. Емкость \(C\) может быть вычислена с использованием следующей формулы для плоского воздушного конденсатора:

\[ C = \frac{\varepsilon_0 \cdot S}{d} \]

где \(\varepsilon_0\) - диэлектрическая постоянная воздуха, \(S\) - площадь пластин конденсатора, \(d\) - расстояние между пластинами.

Подставляя известные значения, получаем:

\[ C = \frac{8.85 \times 10^{-12} \cdot 60 \times 10^{-4}}{30 \times 10^{-3}} \]

Вычисляем значение емкости:

\[ C = 17.7 \times 10^{-12} \, \text{Ф} \]

Теперь, зная значение емкости, можно вычислить работу источника тока:

\[ W = \frac{1}{2} \times 17.7 \times 10^{-12} \times (2 \times 10^3)^2 \]

Вычисляем работу:

\[ W = 71.4 \times 10^{-6} \, \text{Дж} \]

Таким образом, работа источника тока, совершаемая при введении металлической пластины в плоский воздушный конденсатор, равна 71.4 мкДж.

Пример использования: Вычислите работу источника тока, если в плоский воздушный конденсатор с площадью каждой пластины 50 см² и напряжением источника 3 В введена металлическая пластина толщиной 8 мм и расстоянием между пластинами 20 мм.

Совет: Для лучшего понимания работы источника тока и расчетов в плоском воздушном конденсаторе, рекомендуется изучить основы электростатики, а также емкость и напряжение конденсаторов. Практика решения задач с пошаговыми решениями поможет закрепить материал.

Задание: Вычислите работу источника тока в плоском воздушном конденсаторе, если площадь каждой пластины составляет 80 см², а расстояние между пластинами равно 40 мм. Напряжение источника составляет 5 В.