Яка енергія плоского конденсатора з площею пластин 0,15 см2, який має шар діелектрика товщиною 0,5 см та діелектричною

Суть вопроса: Энергия плоского конденсатора

Описание: Энергия плоского конденсатора может быть вычислена с использованием формулы:

\[E = \frac{1}{2} \cdot C \cdot V^2\]

Где:
- \(E\) - энергия плоского конденсатора (в джоулях)
- \(C\) - емкость конденсатора (в фарадах)
- \(V\) - разница потенциалов между пластинами конденсатора (в вольтах)

Емкость конденсатора может быть найдена с использованием формулы:

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

Где:
- \(\varepsilon\) - диэлектрическая проницаемость (безразмерная величина)
- \(A\) - площадь пластин конденсатора (в квадратных метрах)
- \(d\) - толщина диэлектрика (в метрах)

Подставляя значение \(C\) в формулу для энергии, получим:

\[E = \frac{1}{2} \cdot \left(\frac{\varepsilon \cdot A}{d}\right) \cdot V^2\]

В данной задаче у нас даны следующие значения:
- \(A = 0.15 \, \text{см}^2 = 0.15 \times 10^{-4} \, \text{м}^2\)
- \(d = 0.5 \, \text{см} = 0.5 \times 10^{-2} \, \text{м}\)
- \(\varepsilon = 2\)
- \(V\) - разница потенциалов (нам не дано)

Доп. материал: Если нам дана разница потенциалов \(V = 10 \, \text{В}\), мы можем использовать формулу для нахождения энергии:

\[E = \frac{1}{2} \cdot \left(\frac{2 \times 0.15 \times 10^{-4}}{0.5 \times 10^{-2}}\right) \cdot 10^2\]

Совет: Для лучшего понимания этой темы рекомендуется изучить основы электростатики, включая понятия емкости, потенциала и энергии конденсатора. Также полезно понимать разницу между проводниками и диэлектриками.

Дополнительное упражнение: Если разница потенциалов между пластинами конденсатора равна 5 В, а диэлектрическая проницаемость составляет 3, найдите энергию плоского конденсатора с площадью пластин 0,2 м² и толщиной диэлектрика 0,3 м.