Рассчитайте энергию электрического поля конденсатора, имеющего площадь пластин 200 см2 и расстояние между ними

Тема вопроса: Расчет энергии электрического поля конденсатора

Объяснение: Электрическое поле конденсатора зависит от заряда, площади пластин, расстояния между ними и диэлектрической проницаемости среды, в которую он помещен. Для расчета энергии электрического поля конденсатора используется следующая формула:


где E - энергия электрического поля, Q - заряд конденсатора, С - емкость конденсатора.

Емкость конденсатора в вакууме можно рассчитать по формуле:


где ε₀ - электрическая постоянная в вакууме, A - площадь пластин конденсатора, d - расстояние между пластинами.

Если конденсатор погружен в среду с диэлектрической проницаемостью ε, емкость изменяется:


где ε - диэлектрическая проницаемость среды.

Таким образом, площадь пластин A = 200 см² = 0,02 м², расстояние между пластинами d = 8 мм = 0,008 м, заряд Q = 5 нКл и значение диэлектрической проницаемости ε = ε₀ * εᵣ масла.

Дополнительный материал:
Если значение диэлектрической проницаемости масла известно, например, ε = 2, то можно расчитать энергию электрического поля конденсатора.

Совет: Для лучшего понимания этой темы, важно хорошо знать основные формулы и понимать их физический смысл. Также полезно разобраться во всех величинах, которые входят в эти формулы, и уметь их измерять и преобразовывать в нужные единицы измерения.

Практика: Рассчитайте энергию электрического поля конденсатора с площадью пластин 100 см², расстоянием между ними 5 мм и зарядом 3 нКл при использовании вакуума в качестве диэлектрика. Какова будет энергия, если конденсатор будет погружен в среду с диэлектрической проницаемостью ε = 4?