Якій енергії електричного поля конденсатора дорівнює, якщо плоский конденсатор, заряджений до напруги 160В

Тема занятия: Потенциальная энергия электрического поля конденсатора

Инструкция:
Потенциальная энергия (U) электрического поля конденсатора зависит от напряжения (V), заряда (Q) и емкости (C) конденсатора.

Формула для расчета потенциальной энергии конденсатора:

U = (1/2) * C * V^2

Где:
U - потенциальная энергия
C - емкость конденсатора
V - напряжение на конденсаторе

Для решения данной задачи, у нас есть значение напряжения (V), которое равно 160 В, площадь пластин (A), равная 200 см^2, и расстояние между пластинами (d), равное 2 мм или 0,2 см.

Сначала необходимо вычислить емкость (C) конденсатора, используя формулу:

C = ε * A / d

Где:
ε - диэлектрическая проницаемость вещества между пластинами
A - площадь пластин
d - расстояние между пластинами

Затем, используя найденное значение емкости (C) и значение напряжения (V), мы можем вычислить потенциальную энергию (U) электрического поля конденсатора, используя формулу:

U = (1/2) * C * V^2

Дополнительный материал:
Пользуясь заданными значениями:
V = 160 В
A = 200 см^2
d = 2 мм (0,2 см)
ε = 8.85 * 10^-12 Ф/м (диэлектрическая проницаемость воздуха)

Шаг 1: Вычисление емкости (C):
C = (8.85 * 10^-12 Ф/м) * (200 см^2 / 0,2 см) = 8.85 * 10^-10 Ф

Шаг 2: Вычисление потенциальной энергии (U):
U = (1/2) * (8.85 * 10^-10 Ф) * (160 В)^2 = 1.1312 * 10^-5 Дж

Совет:
Для понимания электростатики и электрических полей, рекомендуется ознакомиться с основными понятиями, такими как электрический заряд, напряжение и емкость. Понимание этих понятий поможет вам легче решать задачи, связанные с электрическими полями.

Проверочное упражнение:
Конденсатор заряжен до напряжения 250 В и имеет емкость 4 мкФ. Найдите потенциальную энергию этого конденсатора.