Сколько работы необходимо совершить для того, чтобы увеличить расстояние между обкладками плоского конденсатора с

Физика: Работа и энергия конденсатора

Пояснение: Для решения этой задачи нам понадобится знание о работе и энергии конденсатора.

Работа, которую нужно совершить для увеличения расстояния между обкладками конденсатора, можно определить, используя формулу работы конденсатора:

\[ W = \frac {1}{2} C (V_f^2 - V_i^2) \]

где \[ W \] - работа, \[ C \] - емкость конденсатора, \[ V_f \] - конечное напряжение, \[ V_i \] - начальное напряжение.

Первым шагом, мы найдем емкость конденсатора. Для плоского конденсатора она определяется формулой:

\[ C = \frac {\varepsilon A}{d} \]

где \[ C \] - емкость конденсатора, \[ \varepsilon \] - диэлектрическая проницаемость среды, \[ A \] - площадь обкладок, \[ d \] - расстояние между обкладками.

Теперь мы знаем все значения, нам нужно только рассчитать работу по формуле, используя начальное и конечное напряжения конденсатора и рассчитанное значение емкости.

Демонстрация:
Дано: Емкость конденсатора \[ C = 2 \times 10^{-6} \] Ф, Начальное напряжение \[ V_i = 600 \] В, Конечное напряжение \[ V_f = 0 \] В, Расстояние между обкладками \[ d = 2 \] см = \[ 0.02 \] м.
Найти работу.

\[ C = \frac {\varepsilon A}{d} \]
\[ 2 \times 10^{-6} = \frac {\varepsilon \cdot A}{0.02} \]
\[ \varepsilon = \frac {2 \times 10^{-6} \cdot 0.02}{A} \]

\[ W = \frac {1}{2} \cdot (2 \times 10^{-6}) \cdot (0 - 600)^2 = 360 \] Дж

Совет: Для лучшего понимания работы и энергии конденсатора, рекомендуется изучить основы электрического поля, потенциала и напряжения, а также основы диэлектриков. Опытные примеры и эксперименты могут помочь визуализировать эти понятия.

Задание: Найдите работу, которую нужно совершить для увеличения расстояния между обкладками плоского конденсатора с начальным напряжением 200 В и конечным напряжением 400 В, если его емкость равна 5 мкФ, а площадь каждой обкладки равна 10 см².